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阻燃劑對PVC塑料的影響
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-11-6 11:38:26 |
PVC塑料中按一定比例加入阻燃劑，可使氧指數(shù)增大，阻燃效果明顯。當(dāng)然，氧指數(shù)只是表示材料可燃性和阻燃劑的阻燃性，阻燃劑對PVC塑料的影響還應(yīng)采用一系列的參量，如熱自燃臨界參量、熱點(diǎn)燃能量、熱自燃溫度等。
一般說來，含有阻燃劑的塑料在燃燒時(shí)，阻燃劑是在不同反應(yīng)區(qū)域內(nèi)（氣相、凝聚相）多方面起作用的。對于不同材料，阻燃劑的作用也可能不同。
阻燃劑的作用機(jī)理比較復(fù)雜。但其目的總是以物理和化學(xué)的途徑來切斷燃燒循環(huán)。阻燃劑對PVC塑料的影響表現(xiàn)在如下幾方面：
（1） 位于凝聚相內(nèi)的阻燃劑吸熱分解，從而使凝聚相內(nèi)的相對溫度減慢上升，以延緩塑料的熱分解溫度，利用阻燃劑熱分解時(shí)生成的不燃性氣體的氣化熱來降低溫度。
（2） 阻燃劑受熱分解，釋放出捕獲燃燒反應(yīng)中的?OH（羥基）自由基的阻燃劑，使按自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行的燃燒過程終止鏈鎖反應(yīng)。
（3） 在熱作用下，阻燃劑出現(xiàn)吸熱相變，阻止凝聚相內(nèi)溫度的升高，使燃燒反應(yīng)變慢直至停止。
（4） 催化凝聚相熱分解，產(chǎn)生固相產(chǎn)物（焦化層）或泡沫層，阻礙熱傳遞作用。這使凝聚相溫度保持在較低水平，導(dǎo)致作為氣相反應(yīng)原料（可燃性氣體分解產(chǎn)物）的形成速度降低。
總之，阻燃劑的作用能綜合地使燃燒反應(yīng)的速度變慢，或者使反應(yīng)的引發(fā)（熱自燃）變得困難，從而達(dá)到抑制、減輕火災(zāi)危害的目的。
阻燃劑對PVC塑料的影響中的物理作用，表現(xiàn)在當(dāng)塑料燃燒時(shí)，延緩固相反應(yīng)區(qū)溫度升高的速度，或者使氣體火焰區(qū)向固相反應(yīng)區(qū)的傳熱變得困難，這種物理過程的總作用，其結(jié)果是使固相反應(yīng)區(qū)的溫度維持在較低水平，使其相對地冷卻。
從化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)來研究阻燃劑的作用十分重要。阻燃劑可使凝聚相內(nèi)的熱分解速度變慢，也可以使火焰反應(yīng)的速度降低。前者使凝聚相的熱自燃參量（如臨界溫度、臨界尺寸）變大，使引起燃燒變得困難。后者則降低了火焰反應(yīng)的放熱速度，使反應(yīng)的擴(kuò)大與傳播受到抑制。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)原材料：
磷酸三(2-氯丙基)酯原材料以三氯氧磷和環(huán)氧氯丙烷為原料，在AlCl3的催化作用下得到磷酸三(2，3-二氯丙基)酯混合液。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)主要用于軟硬聚氨酯泡沫,環(huán)氯樹酯,聚本乙烯,醋酸纖維素,乙基纖維素樹脂和酚醛塑料,及槍式泡沫填縫劑的生產(chǎn).特別推薦用剛性聚氨酯泡沫中具有優(yōu)良的熱導(dǎo)及水解穩(wěn)定性,特別適用于ASTM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不飽和樹酯及酚醛塑料在低溫時(shí)具有低粘性.通常還與三氧二銻配合使用,以提高阻燃效率.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)是用于條狀﹑快狀泡沫生產(chǎn)中的火焰阻燃劑.它是一種成本低廉的火焰阻燃劑,且具有良好的穩(wěn)定性.用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，不飽和聚酯，液態(tài)酚醛樹脂，粘合劑等重要的阻燃性增塑劑。也可用在礦用運(yùn)輸帶（特別是煤礦）、導(dǎo)風(fēng)筒、電線電纜、蓬布、壁紙、人造革、卷布滾等。在氰酸醚或聚醚與催化劑的混合物中的儲(chǔ)存穩(wěn)定性甚佳。
目前采用的含磷阻燃劑大多是含磷元素的有機(jī)或無機(jī)化合物，其阻燃效果比溴化物好。研究發(fā)現(xiàn)，含磷阻燃劑能使阻燃材料生成更多的焦炭，并減少可燃性揮發(fā)物的生成量，燃燒時(shí)阻燃材料的失重會(huì)大大降低。
現(xiàn)在，塑料泡沫中使用的阻燃劑絕大多數(shù)是添加型阻燃劑，而反應(yīng)型阻燃劑主要用于環(huán)氧樹脂、聚氨脂樹脂等熱固性樹脂中。在實(shí)際阻燃技術(shù)中，很少使用單一品種的阻燃劑。通常，將數(shù)種阻燃劑并用，以利用其協(xié)同效應(yīng)，增高阻燃效率。
在規(guī)定的試驗(yàn)條件,塑料材料在氧氮混合氣流中剛好能保持燃燒狀態(tài)所需要的最低氧濃度,以氧百分?jǐn)?shù)(OI,%)表示.氧指數(shù)越高,保持燃燒狀態(tài)所需要的氧氣濃度越高,材料越難燃。
在相同的填充量下，不同的氫氧化鋁、氫氧化鎂配比其阻燃效果差別不明顯，但兩種復(fù)合使用比單獨(dú)使用效果要好，因?yàn)殡m都是脫水反應(yīng)，但在分解溫度和吸熱量上有差別。氫氧化鎂需在更高的溫度下才脫水，并同時(shí)有碳化效果。而氫氧化鎂的吸熱量相對小些，因其抑制材料溫度上升的效果不如氫氧化鋁，兩者復(fù)合使用則能相互補(bǔ)充，其阻燃性能比單獨(dú)使用效果要好。但Mg(OH)2也有耐酸性差、分散性及相容性差的等缺點(diǎn)，需開發(fā)相容性好的新品種。
氫氧化鎂阻燃劑（mghz-df）具有六邊形片狀微觀結(jié)構(gòu)，粒度細(xì)（7000-7500目），粒度分布均勻，表面進(jìn)行了特殊的充分改性處理，具有良好的親油憎水性，能夠很好的和高分子材料相容，在高分子材料之中的分散性和均勻性極高。
氫氧化鎂阻燃劑必須要按比例和高分子原料充分混合均勻。例如用氫氧化鎂作阻燃劑制備阻燃pp時(shí)為使mg(oh)2在pp中均勻分散，可用高速攪拌機(jī)，或布斯捏合機(jī)（ｂｕｓｓｋｅｎａｄｅｒ），或德國產(chǎn)雙螺桿混煉擠出機(jī)，或往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)來進(jìn)行混煉，并采用合理的加料混合混煉方式。例如，可將全部pp及增韌劑與所需量60%的mg(oh)2第一次加入混合混煉機(jī)中先混合混煉數(shù)分鐘后，再第二次加入余下的mg(oh)2。
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