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阻燃劑的阻燃體系
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-10-27 11:58:08 |
阻燃劑的阻燃體系中的氣相阻燃系統(tǒng)指在氣相中使燃燒中斷或延緩鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)的阻燃作用，下述幾種情況下的阻燃都屬于氣相阻燃。
(1)阻燃材料受熱或燃燒時(shí)能產(chǎn)生自由基抑制劑，從而使燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中斷。
(2)阻燃材料受熱或燃燒時(shí)生成細(xì)微粒子，它們能促進(jìn)自由基相互結(jié)合以中止鏈 式燃燒反應(yīng)。
(3)阻燃材料受熱或燃燒時(shí)釋放出大量的惰性氣體或高密度蒸汽，前者可稀釋氧 和氣態(tài)可燃物，并降低此可燃?xì)獾臏囟?，致使燃燒中止; 后者則覆蓋于可燃?xì)馍?，隔絕它與空氣的接觸，因而使燃燒窒息?？蓳]發(fā)性、低沸點(diǎn)的含磷化合物，諸如三烷基氧化磷(R3PO) ，屬于氣相阻燃劑。質(zhì)譜分析表明，三苯基膦酸酯和三苯基膦氧在火焰中裂解成自由基碎片，這些自由基像鹵化物一樣捕獲H·及O·游離基，從而起到抑制燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的作用。
在紅磷的燃燒和裂解中，也形成P·，它們和聚合物中的氧發(fā)生反應(yīng)生成磷酸酯結(jié)構(gòu)。此外，膨脹阻燃體系也可能在氣相中發(fā)揮作用，其中的胺類化合物遇熱可分解產(chǎn)生NH3、 H2O和NO，前兩種氣體可稀釋火焰區(qū)的氧濃度，后者可使燃燒賴以進(jìn)行的自由基淬滅，致使鏈反應(yīng)終止。
阻燃劑的阻燃體系中的凝聚相阻燃機(jī)理。這是指在凝聚相中延緩或中斷阻燃材料熱分解而產(chǎn)生的阻燃作用，下述幾種情況的阻燃均屬于凝聚相阻燃。
(1 )阻燃劑在凝聚相中延緩或阻止可產(chǎn)生可燃?xì)怏w和自由基的熱分解。
(2) 阻燃材料中比熱容較大的無機(jī)填料，通過蓄熱和導(dǎo)熱使材料不易達(dá)到熱分解溫度。
(3 )阻燃劑受熱分解吸熱，使阻燃材料溫升減緩或中止。
(4)阻燃材料燃燒時(shí)在其表面生成多孔炭層，此層難燃、隔熱、隔氧，又可阻止可燃?xì)膺M(jìn)入燃燒氣相，致使燃燒中為維持繼續(xù)燃燒，必須具有足夠的氧氣和可燃性氣體混合物。如果熱裂解生成的自由基被截留而消失，燃燒就會(huì)減慢或中斷。含有有機(jī)溴化物作阻燃劑的阻燃熱塑性塑料發(fā)生燃燒時(shí)，存在以下反應(yīng)。
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(jìn)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(jìn)行減壓蒸餾得成品。
RH→R·+ H· 鏈引發(fā)
HO·+CO=CO2+H· 鏈增長(高度放熱反應(yīng))
H·+O2= HO·+O· 鏈支化
O·+HBr= HO·-+Br· 鏈轉(zhuǎn)移
HO·+HBr=H2O +Br· 鏈終止具有高度反應(yīng)性的HO·自由基在燃燒過程中起關(guān)鍵作用。當(dāng)HO·被反應(yīng)性較差的Br·取代時(shí)，自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就發(fā)生終止。
阻燃劑的阻燃體系中的中斷熱交換阻燃機(jī)理。這是指將阻燃材料燃燒產(chǎn)生的部分熱量帶走，致使材料不能維持熱分解溫度，因而不能維持產(chǎn)生可燃?xì)怏w，于是燃燒自熄。例如，當(dāng)阻燃材料受強(qiáng)熱或燃燒時(shí)可熔化，而熔融材料易滴落，因而將大部分熱量帶走，減少了反饋至本體的熱量，致使燃燒延緩，最后可能終止燃燒。所以，易熔融材料的可燃性通常都較低，但滴落的灼熱液滴可引燃其他物質(zhì)，增加火災(zāi)危險(xiǎn)性。
阻燃劑的生產(chǎn)和應(yīng)用在經(jīng)歷了八十年代初的蓬勃發(fā)展后，已進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。隨著我國合成材料工業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，阻燃劑在化學(xué)建材、電子電器、交通運(yùn)輸、航天航空、日用家具、室內(nèi)裝飾、衣食住行等各個(gè)領(lǐng)域中具有廣闊的市場(chǎng)前景。此外，煤田、油田、森林滅火等領(lǐng)域也促進(jìn)了我國阻燃、滅火劑生產(chǎn)較快的發(fā)展。我國阻燃劑已發(fā)展成為僅次于增塑劑的第二大高分子材料改性添加劑。近幾年，我國阻燃劑的生產(chǎn)和消費(fèi)形勢(shì)持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)阻燃劑消費(fèi)量急劇上升，增加的市場(chǎng)份額主要來源于兩個(gè)方面：電子電器和汽車市場(chǎng)。
國內(nèi)阻燃劑的品種和消費(fèi)量還是以有機(jī)阻燃劑為主，無機(jī)阻燃劑生產(chǎn)和消費(fèi)量還較少，但發(fā)展勢(shì)頭較好，市場(chǎng)潛力較大。阻燃劑中最常用的鹵系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無可比擬的高效性，但是它對(duì)環(huán)境和人的危害是不可忽視的。
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