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阻燃劑的新研究方向
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-10-20 13:14:21 |
在火災(zāi)中，聚合物燃燒產(chǎn)生的窒息性煙霧是非常嚴(yán)重的大氣污染，也給撲滅火災(zāi)帶來極大困難。所以當(dāng)代的阻燃是與抑煙相提并論的，而且對(duì)某些塑料如ＰＶＣ而言，抑煙比阻燃更為重要。阻燃劑的新研究方向中就有消煙的研究。
含鹵高聚物、鹵系阻燃劑和銻類化合物是主要的發(fā)煙源。因此，除了阻燃劑的非鹵化是減少發(fā)煙量的主要途徑外，對(duì) ＰＶＣ等含鹵高聚物采用添加消煙劑是解決的另一條措施。
二茂鐵是常用的有機(jī)消煙劑，宜作為ＰＶＣ的消煙劑；鉬化物迄今被認(rèn)為是最好的消煙劑，如 ＳｈｅｍｌｎＷｉｌｌｉａｍｓ公司開發(fā)的Ｋｅｇａｄ９１１Ａ是含少量 鋅和鉬的絡(luò)合物，在ＰＶＣ中添加４％，聚合物的發(fā)煙量可減少１／３。由于鉬化物較貴，采用硼酸鋅、二茂鐵、氫氧化鋁、硅的化合物等與少量鉬化物復(fù)配，是解決消煙間題較現(xiàn)實(shí)的途徑，如Ｃｌｉｍａｘ公司開發(fā)的 Ｍｏｌｙ－ＦＲ－２０１是鉬酸銨和氫氧化鋁的復(fù)合物，在ＰＶＣ中添加５￣１０份，發(fā)煙量可減少４３％。中科院化 學(xué)研究所的王德禧在ＰＣ／ＡＢＳ合金中加人２％有機(jī)硅粉，可使煙密度降至５００以下。
交聯(lián)高聚物的阻燃性能比線型高聚好得多，因此，在熱塑性塑料加工時(shí)添加少量交聯(lián)劑，使塑料變成部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；不僅可改善阻燃劑的分散性；還有利于塑料燃燒時(shí)產(chǎn)生結(jié)炭作用，提高阻燃性能，并能增加制品的物理機(jī)械性能、耐候、耐熱性能等。阻燃劑的新研究方向如在軟質(zhì)ＰＶＣ中加入少量季銨鹽，使其受熱形成交聯(lián)的阻燃材料；還可采用輻射法，加入金屬氧化物和交聯(lián)劑使高聚物交聯(lián)。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的賈少晉等通過γ－輻射使ＨＤＰＥ／ＥＰＤＭ阻燃體系發(fā)生交聯(lián)，不但減少了燃燒時(shí)可燃性熔體的滴落，而且改變了共混高聚物的表面結(jié)構(gòu)及界面結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了機(jī)械強(qiáng)度。中國臺(tái)灣省的研究者開發(fā)出一種含磷阻燃交聯(lián)劑制得的清漆環(huán)氧樹脂，其重量損失達(dá)５％的分解溫度 Ｔｄ為３８３℃，ＵＬ－９４阻燃指數(shù)為Ｖ－０。
磷酸三苯酯tpp是種含磷元素的無鹵環(huán)保型阻燃劑，面上大多數(shù)產(chǎn)品為自色片狀結(jié)晶，改產(chǎn)品為自色結(jié)晶性粉末，也更用于溶解于有機(jī)溶劑，TPP不溶于水，溶于苯、氯仿、醚和而酮，微溶于Z醇。微具芳香氣味，微有潮解性，不易燃燒。熔點(diǎn)約50℃，受熱時(shí)快速熔化成箍狀，潤(rùn)精效果極佳，常作為阻燃增塑潤(rùn)精劑使用。它在許多塑料和樹脂用作阻燃劑，如酚醛樹脂，環(huán)氧樹酯等。
當(dāng)前阻燃技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出許多新的動(dòng)向，大分子技術(shù)是阻燃劑的新研究方向之一，近年來其研究非?；钴S，并取得了一系列成果。比如，溴系阻燃劑發(fā)展的新特點(diǎn)是提高溴含量和增大分子量，溴系阻燃劑的主要缺點(diǎn)是會(huì)降低被阻燃基材的抗紫外線穩(wěn)定性。燃燒時(shí)生成較多的煙、腐蝕性氣體和有毒氣體，所以其使用受到了一定限制。
現(xiàn)在一些公司和研究部門正通過大分子技術(shù)來改變這種狀況，如美國Ｆｅｒｒｏ公司的ＰＢ－６８，主要成分為溴化聚苯乙烯，相對(duì)分子質(zhì)量１５０００，含溴達(dá)６８％；溴化學(xué)法斯特公司和Ａｍｅｒｉｂｒｏｍ公司分別開發(fā)的聚五溴苯酚基丙烯酸酯，含溴量達(dá)到７０．５％，相對(duì)分子質(zhì)量 ３００００￣８００００。這些阻燃劑特別適合于各類工程塑 料，在遷移性、 相容性、熱穩(wěn)定性、阻燃性等方面，均大大優(yōu)于許多小分子阻燃劑，有可能成為今后的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
北京兵器工業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心開發(fā)出的ＮＧ９４０１，一種磷／氮協(xié)同體系的高分子阻燃劑，跟 原有阻燃劑相比，其在燃燒時(shí)不滴落，耐熱性優(yōu)于一般的低分子磷系阻燃劑。并且該阻燃劑可以人為地調(diào)節(jié)分子量和磷／氮比，使膨脹成炭阻燃體系的碳源、酸源、氣源等要素獲得優(yōu)化組合。
無鹵素阻燃材料及技術(shù)目前的開發(fā)非常活躍，其中不含鹵素的磷酸酯系列化合物發(fā)展很快?？墒沁@些磷酸酯系列化合物揮發(fā)性大、耐熱性低，其阻燃性能及其配合樹脂材料的機(jī)械性能方面都需要改善。
國內(nèi)某單位開發(fā)了一種大分子磷酸酯，克服了以往低分子磷酸酯的缺點(diǎn)。這是一種多芳基含硅的雙磷酸酯，不僅具有優(yōu)異的阻燃性，而且有熱穩(wěn)定性高，揮發(fā)性低，與樹脂相容性好，對(duì)加工性能無影響，耐久、耐光、耐水等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還兼有穩(wěn)定劑及顏料等添加助劑的分散劑作用，可廣泛使用于熱塑性和熱固性樹脂的阻燃。聚合型有機(jī)磷系阻燃劑也已成為開發(fā)重點(diǎn)，相繼又出現(xiàn)了一系列相容性好、穩(wěn)定性高的新型大分子量或聚合物型有機(jī)磷阻燃劑。
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