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皮革阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-1-16 17:11:53 |
本文闡述了皮革的阻燃性機(jī)理，介紹了國內(nèi)外皮革阻燃劑的發(fā)展史及現(xiàn)狀，闡明了皮革阻燃劑應(yīng)具備的條件，并列舉皮革阻燃性能的檢驗方法，提出解決皮革阻燃性能的研究途徑及發(fā)展趨勢。
近年來，國內(nèi)外火災(zāi)的發(fā)生越來越頻繁，火災(zāi)造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失也越來越嚴(yán)重。而隨著人民生活水平的提高，人們對安全防火也越來越重視。為了避免火災(zāi)的發(fā)生，降低火災(zāi)的可能損失，各種阻燃材料得到了廣泛的應(yīng)用。
皮革制品以其卓越透氣性、透水汽性、絕熱、耐陳化、耐汗、耐磨及防穿刺等綜合性能，被廣泛的應(yīng)用于森林防火裝備的制造、高層建筑的內(nèi)裝潢以及飛機(jī)、汽車內(nèi)裝飾和辦公家具的制造等高檔領(lǐng)域。
針對皮革的易燃，且燃燒會釋放出有毒氣體和煙霧的缺點，國外汽車公司紛紛提出苛刻的內(nèi)飾革阻燃指標(biāo)，于是阻燃皮革技術(shù)上升為國內(nèi)外業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點之一。而目前，我國對于皮革阻燃技術(shù)以及阻燃材料的研究開發(fā)很少，特別針對具有高效、無毒、無腐蝕、耐久性好、多功能化性能的阻燃材料，幾乎還是空白。
皮革阻燃劑阻燃的機(jī)理。所謂阻燃就是降低材料可燃性，減慢火焰蔓延速度，當(dāng)火焰移去后能很快自熄，不再陰燃。從燃燒過程分析可知，要達(dá)到阻燃目的，就必須切斷由可燃物、熱源和氧氣三要素構(gòu)成的燃燒循環(huán)。因阻燃劑不同，阻燃方式則不同，皮革的阻燃大體可分為三種方式：氣相阻燃、凝聚相阻燃和吸熱作用[3]。
（1）氣相阻燃。在氣相中，起到燃燒中斷或者延緩鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)的阻燃作用，如鹵系阻燃劑阻燃。其作用機(jī)理是經(jīng)阻燃劑處理過的皮革，在受熱狀態(tài)下釋放出不燃?xì)怏w如CO2、NH3、HCl、H2O和SO2等，這些氣體降低了燃燒區(qū)氧氣的濃度。此外，皮革燃燒時阻燃劑的熱分解產(chǎn)物，在火焰區(qū)捕捉大量高能量的羥基自由基和氫自由基，降低了它們的濃度，從而抑制或中斷燃燒的連鎖反應(yīng)，發(fā)揮阻燃作用。這方面阻燃劑主要有鹵系、氮系等。
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（2）凝聚相阻燃——覆蓋作用。阻燃劑在凝固相中延緩或阻止生成可燃性氣體和自由基；阻燃材料中的比熱容較大的無機(jī)填料，通過蓄熱和導(dǎo)熱使材料不易達(dá)到熱分解溫度，阻燃材料分解吸熱外界熱量，導(dǎo)致外界溫度降低；阻燃材料燃燒時在其表面生成難燃、隔熱、隔氧的多孔炭層，導(dǎo)致燃燒中斷。其作用歷程為阻燃劑在相對較低的溫度下呈現(xiàn)熔融狀態(tài)，這樣能夠在膠原纖維表面形成隔熱層將其包覆；阻燃劑也可使膠原纖維脫水，在膠原纖維表面形成炭化層，隔絕氧氣和外部熱源的進(jìn)入，并阻止可燃性氣體的逸出。這方面有代表性的阻燃劑如：硼砂、磷系、氮-磷復(fù)合系等。
（3）吸熱作用。具有高熱容量的阻燃劑，在高溫下發(fā)生相變、脫水或脫鹵化氫等吸熱分解反應(yīng)，會降低皮革表面和火焰區(qū)的溫度，減慢熱裂解反應(yīng)的速度，抑制可燃性氣體的生成。這類阻燃劑如氫氧化鎂、氫氧化鋁。
對于同一種皮革阻燃劑，往往發(fā)揮兩種或兩種以上阻燃方式，如氫氧化鎂阻燃劑，在燃燒過程中分解吸收大量的熱量，降低了燃燒區(qū)的溫度，同時燃燒釋放出的水蒸氣，稀釋了燃燒區(qū)的氧氣濃度，降低了燃燒繼續(xù)發(fā)生的可能性，發(fā)揮出氣相阻燃和吸熱作用方式。
通過阻燃劑的作用，在凝聚相改變纖維大分子鏈的熱裂解歷程，促進(jìn)發(fā)生脫水、縮合、環(huán)化、交聯(lián)等反應(yīng)，增加炭化殘渣，減少可燃性氣體的產(chǎn)生。凝聚相阻燃作用的效果，與阻燃劑同纖維在化學(xué)結(jié)構(gòu)上的匹配與否有密切關(guān)系。如磷化合物對纖維素纖維的阻燃機(jī)理主要是此種方式。纖維素纖維在較低溫度下裂解時，可能發(fā)生分子鏈1，4-甙鍵的斷裂，繼而殘片發(fā)生分子重排，并首先生成左旋葡萄糖。左旋葡萄糖可通過脫水和縮聚作用形成焦油狀物質(zhì)，接著在高溫的作用下又分解為可燃的有機(jī)物、氣體和水。
一般認(rèn)為磷酸鹽及有機(jī)磷化合物的阻燃作用，是由于它可與纖維素大分子中的羥基(特別是第六位碳原子上的羥基)形成酯，阻止左旋葡萄糖的形成，并且進(jìn)一步使纖維素分子脫水，生成不飽和雙鍵，促進(jìn)纖維素分子間形成交聯(lián)，增加固體碳的形成。其他一些具有酸性或堿性的阻燃劑也有類似作用。
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