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磷氮阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-11-20 21:16:01 |
磷氮阻燃劑在天然纖維織物的阻燃中有著舉足輕重的作用，因此，有必要將其作為一類阻燃劑，單獨列出。
磷氮阻燃劑多用于棉纖維的阻燃整理，磷元素能促進棉纖維脫水成碳，而氮元素對提高磷元素的阻燃性能具有協(xié)同效率，因此許多磷氮阻燃劑用于棉纖維的阻燃都有不錯的效果。磷氮阻燃劑主要包括含氮磷酸鹽（酯）和近年來備受關(guān)注的磷氰阻燃劑。
磷氮阻燃劑由于高含量的磷和氮而具有優(yōu)異的阻燃性能，目前，已有多種多樣的含羥基、胺基、鹵素以及碳羰基等各種功能基團的磷氰阻燃劑被合成并用于各種材料的阻燃研究，但由于磷氰阻燃劑的合成工藝通常都比較復(fù)雜，因此多數(shù)尚處于研究階段。
在阻燃纖維素織物中，也有許多相關(guān)的研究，而且有不錯的效果。如六羥甲氨基環(huán)三磷雜三氮三烯（HHMAPT），它由六氨基環(huán)三磷雜三氮三烯（HACTP）與甲醛反應(yīng)制得，用其對棉織物進行浸軋—干燥—固化工藝整理，再對織物進行洗滌，整理后織物阻燃性能有了較大改善，而且對其物理機械性能的影響也很小。
纖維素織物中現(xiàn)在使用較多的磷氮阻燃劑是含氮磷酸鹽（酯），例如目前廣泛應(yīng)用于棉麻等纖維素織物的阻燃劑 Pyrovatex CP，其分子式為(CH3O2POCH2CH2CONHCH2OH。用它整理得織物阻燃性，耐洗性，手感都非常好，穿著舒適，對色度影響也不大。還有目前研究較多的集酸源、炭源或集酸源、炭源和氣源于一身的膨脹性阻燃劑，它們多為含氮的磷化合物。三的磷酸鹽（酯）化合物經(jīng)各種實驗証實也是一種阻燃性能優(yōu)異且耐洗的阻燃劑。
磷和其他元素之間的協(xié)同阻燃效應(yīng)許多文獻都有報道，其中以氮—磷協(xié)同阻燃效應(yīng)的研究最多。關(guān)于磷—氮協(xié)同效應(yīng)機理研究的還不夠完善，文獻報道分析氮可能從三個方面提高磷的阻燃效率：
（1）氮與磷在燃燒過程中首先形成磷胺結(jié)構(gòu)，磷胺更易與纖維素發(fā)生酯化反應(yīng)，這種酯的熱穩(wěn)定性好﹔
（2）氮原子的存在有利于磷系阻燃劑分解形成聚磷酸，起到很強的催化脫水作用﹔
磷酸三苯酯tpp原材料是三氯氧磷、三氯化磷、苯酚，利用三氯氧磷直接熱法和三氯化磷冷法磷 ，將苯酚溶解在吡啶和無水苯溶劑中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亞磷酸三苯酯，繼續(xù)在70℃下通入氯氣生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下進行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物經(jīng)水洗、堿中和、濃縮后進行減壓蒸餾得成品。
（3）含氮化合物與磷酸結(jié)合，在火焰中有吹脹作用，可使纖維發(fā)生膨化，形成焦炭。并非所有的含氮化合物與磷都有協(xié)同效應(yīng)，不同含氮化合物具有不同的協(xié)合能力，有些含氮化合物具有相消效應(yīng)。除此之外，也有許多有關(guān)磷元素與其他元素，如鹵素、硼元素等之間的協(xié)同效應(yīng)的研究。
在鹵素阻燃劑影響力逐漸減小的形勢下，含磷阻燃劑由于其低毒、持久、熱穩(wěn)定性好等特點受到廣泛關(guān)注，在阻燃纖維素織物研究領(lǐng)域占據(jù)越來越重的份量。但我們也應(yīng)看到，到目前為止，所有含磷阻燃劑都存在各自的缺點，如不耐水洗、成本高、影響織物其他性能等，這些都需要通過我們的努力加以解決。
氧化磷阻燃劑在天然纖維中也有使用，三(氮雜環(huán)丙烯基)氧化膦（APO）是一種用于棉織物的阻燃劑，它不僅賦予棉織物以阻燃性，而且使棉織物獲得免熨性能，但氮雜環(huán)丙烯基的安全衛(wèi)生問題限制了 APO 的工業(yè)應(yīng)用。而一些含兩個反應(yīng)基團的苯基氧化膦，如二苯基-2,5-二(羥乙氧基)苯基氧化膦、甲基二(3,5-二溴-4-羥乙氧基苯基)氧化膦等則用于阻燃聚脂纖維。
今后紅磷表面處理發(fā)展方向為：一是通過對包囊的囊材進行改性，使其同時兼具熱穩(wěn)定、增塑和阻燃等功能，發(fā)展多功能的微膠囊紅磷阻燃劑;二是研究各種阻燃劑與紅磷阻燃劑的有效復(fù)配關(guān)系，并使之微膠囊化，增加阻燃效果，提高材料力學性能;三是紅磷具有抑煙效果，可以尋找合適的消煙劑與之進行復(fù)配，火災(zāi)中抑煙比防火更為重要，促進發(fā)展消煙技術(shù)。
聚磷酸銨(APP)是一種性能良好的無機阻燃劑，是磷系阻燃劑比較活躍的研究領(lǐng)域，其外觀為白色粉末，分解溫度>256C，聚合度在10-20之間為水溶性的，聚合度大于20的難溶于水。APP比有機阻燃劑價廉，毒性低，熱穩(wěn)定性好，可單獨或與其它阻燃劑復(fù)合用于塑料的阻燃。高溫下，APP迅速分解成氨氣和聚磷酸，氨氣可以稀釋氣相中的氧氣濃度，從而起阻止燃燒的作用。聚磷酸是強脫水劑，可使聚合物脫水炭化形成炭層，隔絕聚合物與氧氣的接觸，在固相起阻止燃燒的作用。
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