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阻燃劑阻燃機(jī)理
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-10-16 19:23:34 |
阻燃劑是通過(guò)若干機(jī)理發(fā)揮其阻燃作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。多數(shù)阻燃劑是通過(guò)若干機(jī)理共同作用達(dá)到阻燃目的。
阻燃劑阻燃機(jī)理1吸熱作用。任何燃燒在較短的時(shí)間所放出的熱量是有限的，如果能在較短的時(shí)間吸收火源所放出的一部分熱量，那么火焰溫度就會(huì)降低，輻射到燃燒表面和作用于將已經(jīng)氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會(huì)減少，燃燒反應(yīng)就會(huì)得到一定程度的抑制。在高溫條件下，阻燃劑發(fā)生了強(qiáng)烈的吸熱反應(yīng)，吸收燃燒放出的部分熱量，降低可燃物表面的溫度，有效地抑制可燃性氣體的生成，阻止燃燒的蔓延。Al(OH)3阻燃劑的阻燃機(jī)理就是通過(guò)提高聚合物的熱容，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。這類阻燃劑充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸汽時(shí)大量吸熱的特性，提高其自身的阻燃能力。
阻燃劑阻燃機(jī)理2覆蓋作用。在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層，隔絕O2，具有隔熱、隔氧、阻止可燃?xì)怏w向外逸出的作用，從而達(dá)到阻燃目的。如有機(jī)磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過(guò)程。
阻燃劑阻燃機(jī)理3抑制鏈反應(yīng)。根據(jù)燃燒的鏈反應(yīng)理論，維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區(qū)，捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑，它的蒸發(fā)溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當(dāng)聚合物受熱分解時(shí)，阻燃劑也同時(shí)揮發(fā)出來(lái)。此時(shí)含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時(shí)處于氣相燃燒區(qū)，鹵素便能夠捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。
阻燃劑阻燃機(jī)理4不燃?xì)怏w窒息作用。阻燃劑受熱時(shí)分解出不燃?xì)怏w，將可燃物分解出來(lái)的可燃?xì)怏w的濃度沖淡到燃燒下限以下。同時(shí)也對(duì)燃燒區(qū)內(nèi)的氧濃度具有稀釋的作用，阻止燃燒的繼續(xù)進(jìn)行，達(dá)到阻燃的作用。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)
Cas號(hào)：115-86-6
海關(guān)編碼HS：29199000
產(chǎn)品最重要的指標(biāo)：白色片狀結(jié)晶體，含量≥99%，熔點(diǎn)≥48℃，酸值≤0.1，游離酚≤0.1%
退稅：目前磷酸三苯酯阻燃劑TPP退稅為9%
原材料：以三氯氧磷、三氯化磷、苯酚。
屬于幾類危險(xiǎn)品：以9類危險(xiǎn)品出口。
氫氧化鋁在205~230℃下受熱分解放出結(jié)晶水，吸收大量的熱，產(chǎn)生的水蒸氣降低了聚合物表面燃燒速率，稀釋了O2與降低可燃性氣體的濃度而達(dá)到阻燃的目的[3]。新生的耐火金屬氧化物(Al2O3)具有較高的活性，它會(huì)催化聚合物的熱氧交聯(lián)反應(yīng)，在聚合物表面形成一層碳化膜，碳化膜會(huì)減弱燃燒時(shí)的傳熱、傳質(zhì)效應(yīng)，從而起到阻燃的作用。另外，氧化物還能吸附煙塵顆粒，起到抑煙作用。該阻燃劑還具有阻涎滴，促碳化，不揮發(fā)，不滲出，能長(zhǎng)期保留在聚合物中等功效。
氫氧化鋁廣泛應(yīng)用于PP， PE， EVA等聚烯烴的阻燃改性中，尤其是電線電纜行業(yè)被廣泛應(yīng)用。對(duì)于對(duì)阻燃性能要求高的材料，為了達(dá)到阻燃的要求，需在高聚物復(fù)合材料中填充大量氫氧化鋁(50%~60 %)這將導(dǎo)致復(fù)合材料的物理力學(xué)性能惡化。
考慮到阻燃作用是由化學(xué)反應(yīng)所支配的，而相同量的阻燃劑，其粒徑越小，比表面積就越大，阻燃效果就越好。隨著氫氧化物粒度的減小，在相同添加量時(shí)氧指數(shù)迅速上升，材料越難燃燒。超細(xì)化、納米化是一個(gè)主要研究開(kāi)發(fā)方向。
納米Al(OH)3的合成方法主要是液相共沉淀法。采用Al(NO3)3和氨水變速滴加混合法可得到了顆粒尺寸小于5nm的Al(OH)3沉淀，而利用超重力反應(yīng)沉淀法則可得到粒度可控、粒度分布窄的納米級(jí)Al(OH)3。
無(wú)機(jī)阻燃劑具有較強(qiáng)的極性和親水性，與非極性聚合物材料相容性差，難以形成良好的固-固表而結(jié)合，為了改善因氫氧化物添加量的增大而惡化了基材機(jī)械性能，目前較多采用添加偶聯(lián)劑，運(yùn)用表面化學(xué)方法進(jìn)行處理，使氫氧化鋁和聚合物緊密地結(jié)合在一起，從而增強(qiáng)聚合物的綜合性能。Al(OH)3常用的偶聯(lián)劑是硅烷和鈦酸酯類。經(jīng)乙烯-硅烷處理的Al(OH)3可提高交聯(lián)乙烯-醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性和抗?jié)裥?。另外，鈦酸酯類和硅烷偶?lián)劑可以并用，產(chǎn)生協(xié)同作用，阻燃效果較佳。
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固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
