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阻燃劑阻燃效果的表征方法
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-1-10 20:37:19 |
阻燃劑阻燃效果的表征方法之氧指數(shù)法。氧指數(shù)，是在規(guī)定條件下，試樣在氮、氧混合氣體中維持平衡燃燒所需的最低氧濃度。所謂“平衡燃燒”，即氧濃度再大一點(diǎn)，即燃燒強(qiáng)度超過規(guī)定限度(如燃燒時(shí)間)，若再少一點(diǎn)，則試樣燃燒程度就達(dá)不到規(guī)定限度的燃燒狀態(tài)。ISO4589-1996、ASTM D2863-91及GB/T 2406-1991規(guī)定了測(cè)定氧指數(shù)的方法。
氧指數(shù)用于判斷材料在空氣中與火焰接觸時(shí)燃燒的難易程度。氧指數(shù)越大，表示聚合物阻燃性能越好，越不易燃燒。目前，氧指數(shù)法不僅在塑料，而且在纖維、橡膠等方面得到廣泛的應(yīng)用。
此外，Routley在20世紀(jì)70年代中期提出了高溫氧指數(shù)法，用于測(cè)定高于室溫條件下同一種材料在不同溫度下的氧指數(shù)?？梢杂脕硌芯垦踔笖?shù)隨溫度變化的規(guī)律。進(jìn)而尋找抑制材料在高溫下氧指數(shù)下降趨勢(shì)的有效途徑。
阻燃劑阻燃效果的表征方法之錐形量熱儀法。錐形量熱儀法是目前廣泛用于測(cè)定材料阻燃性能的方法之一，測(cè)試方法是通過測(cè)定材料燃燒時(shí)所消耗的氧氣的量，從而得到試樣在不同的輻射熱量下燃燒所放出的熱量。通過實(shí)驗(yàn)顯示，在聚合物燃燒時(shí)，每消耗1kg氧氣能夠釋放出13.1MJ熱量。
通過此法可以測(cè)量材料的釋熱速率峰值(PHRR)、平均釋熱速率(AHRR)、燃燒熱效應(yīng)、質(zhì)量損失速率(MLR)、生煙性、CO及CO2生成量、成炭率、引燃時(shí)間(TTI)等有關(guān)材料的有關(guān)阻燃參數(shù)。W ichstron和Goransson等應(yīng)用TTI/PHRR比值評(píng)價(jià)了材料潛在的危險(xiǎn)性。
通過上述參數(shù)，我們可以預(yù)測(cè)材料在大型燃燒試驗(yàn)中的熱量釋熱速度，從而分析和估計(jì)阻燃材料在真實(shí)的火災(zāi)中的行為。
阻燃劑阻燃效果的表征方法之NBS煙箱法。NBS煙箱法是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)研發(fā)成功的，所用設(shè)備為煙密度箱，它可以測(cè)定材料明燃及陰燃兩種情況下材料的生煙性，它所得的結(jié)果通常以比光密度表示，比光密度即單位面積試樣產(chǎn)生的煙擴(kuò)散在單位容積煙箱單位光路長(zhǎng)的煙密度，而煙密度表征在給定條件下材料分解或燃燒生成的煙對(duì)光線和視覺的遮蔽程度，且煙密度越大以及煙密度增長(zhǎng)越快的材料所能提供的疏散人員和滅火的時(shí)間越短。通常比光密度以Dm表示?？砂聪率接?jì)算：
Dm=[(log10)+F]
式中：A為試樣暴露面積，mm2;V為煙箱容積，mm3;L為光路長(zhǎng)，mm;T為透光率，%;F為濾光片系數(shù)。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)是種含磷元素的無(wú)鹵環(huán)保型阻燃劑，面上大多數(shù)產(chǎn)品為白色片狀結(jié)晶，改產(chǎn)品為白色結(jié)晶性粉末，也更用于溶解于有機(jī)溶劑。產(chǎn)品生產(chǎn)出口廠家主要分布在江蘇丶浙江，目前磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)生產(chǎn)出口廠家價(jià)格以江蘇為主。
隨著人們對(duì)環(huán)保的日益重視，阻燃材料的開發(fā)已趨于向無(wú)鹵化、低毒、新技術(shù)化、多功能化等方面的發(fā)展。值得注意的發(fā)展方向有以下幾個(gè)方面：(1)阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)，如ATH/MH，N/P體系等;(2)表面改性技術(shù)，如納米級(jí)超細(xì)粒子的表面改性，也可以運(yùn)用表面活性劑，如硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑等;(3)輻射交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)技術(shù)，在此過程中，無(wú)阻燃劑的參與，但材料多功能化，這是阻燃技術(shù)新的熱點(diǎn)。研究無(wú)鹵阻燃材料，將對(duì)人們生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，綠色化學(xué)環(huán)保將帶來新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
對(duì)于木塑復(fù)合材料的阻燃研究尚處于起步階段，一般采用對(duì)木纖維和基體分別阻燃的手段；研制高效膨脹型木材阻燃劑和將納米技術(shù)應(yīng)用于木材阻燃劑制造，開發(fā)阻燃效率高、低煙、低毒、環(huán)境友好等多功能復(fù)合阻燃劑將是今后阻燃劑研究領(lǐng)域的發(fā)展方向。
天然橡膠與丁苯橡膠易燃，須添加阻燃劑達(dá)到難燃目的。分層難燃PVG輸送帶貼膠阻燃體系采用三氧化二銻、氯化石蠟、硼酸鋅和氫氧化鋁并用體系。作用如下:三氧化二銻：阻燃劑，單獨(dú)使用無(wú)阻燃作用，但與含氯化合物并用時(shí)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的阻燃效果。燃燒時(shí)，三氧化二銻與含氯化合物在可燃物表面層反應(yīng)生成揮發(fā)性的氯化銻和氯氧化銻。
它們的揮發(fā)可以吸收熱量，產(chǎn)生的氣體能隔絕氧氣和沖稀可燃物。氯化石蠟：阻燃劑，高溫下氯化石蠟分解產(chǎn)生氯原子，氯原子與聚合物（橡膠、尼龍帆布等）反應(yīng)生成氯化氫，氯化氫與高活性羥基自由基或氫原子反應(yīng)生成水或氫氣，從而中斷鏈?zhǔn)窖趸^程，使燃燒減緩，以至停止,通過添加阻燃劑和炭黑達(dá)到難燃的要求。
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