阻燃劑是高分子合成材料助推劑,利用阻燃劑可以對高分子材料進行阻燃處理,從而避免材料燃燒以及阻止火勢蔓延,促使合成材料具有消煙性、自熄性以及難燃性。無機磷系阻燃劑主要包括磷酸鹽、紅磷等,應用比較多的是紅磷,紅磷屬于比較好的阻燃劑,但在實際應用中,紅磷阻燃劑材料容易氧化并且釋放有害劇毒氣體,燃燒產(chǎn)生粉塵易爆,在樹脂混煉以及模塑加工中存在一定的危險性,因此,磷系阻燃材料受到一定使用限制。經(jīng)過改進的紅磷阻燃劑是在其中加入金屬氫氧化物,一定程度上解決了高分子材料毒性問題。氫氧化鋁(ATH)是一種具有環(huán)境安全性和使用安全性的無毒、沒有傷害的無機阻燃劑。山東地毯阻燃劑用量
阻燃劑的阻燃作用體現(xiàn)在以下幾方面:橡膠表面達到足夠的溫度和足夠的氧氣濃度后,可燃性氣體便自發(fā)燃燒,并進一步促使橡膠制品的燃燒,橡膠燃燒需要有可燃物、足夠的溫度和氧氣。當不能滿足以上條件時,燃燒將不能進行或停止,阻燃劑的阻燃作用即阻止以上條件同時滿足,從而起到阻燃作用。阻燃劑能稀釋氧的濃度和燃燒過程中產(chǎn)生的可燃物的濃度。在燃燒過程中產(chǎn)生不燃性氣體或泡沫層,或形成一層液體或固體的覆蓋層,使火焰與氧氣隔絕。吸收橡膠制品在燃燒時釋放出的熱量,使橡膠溫度下降,從而阻止橡膠分子繼續(xù)降解或裂解,使揮發(fā)性可燃氣體的來源中斷。通過鈍化作用消除燃燒過程中鏈反應中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物,使燃燒過程中的鏈反應中斷。南京氫氧化鋁阻燃劑作用氫氧化鎂是銷售量第二大無機氫氧化物阻燃劑。
溴系阻燃劑,含溴阻燃劑包括脂肪族、脂環(huán)族、芳香族及芳香-脂肪族的含溴化合物,這類阻燃劑的阻燃效率高,其阻燃效果是氯阻燃劑的兩倍,相對用量比較少,對復合材料的力學性能幾乎是沒有影響的,并能明顯降低燃氣中鹵化氫的含量,而且該類阻燃劑與基體樹脂互容性好,即使再苛刻的條件下也無噴出現(xiàn)象。氯系阻燃劑,氯系阻燃劑由于其便宜,目前仍是大量使用的阻燃劑。氯含量較高的氯化石蠟是工業(yè)上重要的阻燃劑,由于熱穩(wěn)定性差,只適用于加工溫度低于200℃的復合材料,氯化脂環(huán)烴和四氯鄰苯二甲酸酐熱穩(wěn)定性較高,常用作不飽和樹脂的阻燃劑。
環(huán)氧樹脂材料具有優(yōu)異的機械性能和耐酸堿腐蝕等化學穩(wěn)定性能,優(yōu)異的電性能,因而被大量應用于復合材料當中,尤其是在電子封裝材料方面具有良好的應用,但由于環(huán)氧樹脂固化物的易燃性使其應用受到了限制。傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂材料的阻燃方法是使用含鹵阻燃劑進行阻燃,雖然含鹵阻燃劑在環(huán)氧樹脂材料阻燃上發(fā)揮了極好的阻燃作用,但存在燃燒時釋放有毒和腐蝕性氣體等問題。所以,開發(fā)無鹵阻燃劑是一個非常重要的課題。含磷阻燃劑具有環(huán)境友好和高效等特點,被認為是可代替含鹵阻燃劑的重要化合物。近年來,含磷阻燃劑的研究已經(jīng)成為阻燃研究領(lǐng)域的熱點課題。阻燃劑與塑料及合成纖維的相容性好。
阻燃劑又是如何發(fā)揮作用的?根據(jù)燃燒的三大要素——可燃物、助燃物和火源,阻燃劑的阻燃原理可概括為:1.通過吸收熱量達到阻燃,例如無機阻燃劑氫氧化鋁高溫分解,放出結(jié)晶水,結(jié)晶水蒸發(fā)為水蒸氣。此過程會吸收大量的熱,降低材料表面的溫度,進行阻燃。2.通過產(chǎn)生不燃氣體稀釋氧氣,減緩燃燒速度,如氫氧化鋁阻燃劑,產(chǎn)生的水蒸氣能降低材料周圍氧氣的濃度,抑制火勢的蔓延。3.在材料表面形成密實的覆蓋層,隔絕材料與氧氣的接觸,例如磷系阻燃劑,在高溫條件下會變成結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層包裹住材料,阻止繼續(xù)燃燒。4.捕捉參與燃燒反應的自由基,抑制自由基鏈式反應,例如溴阻燃劑,高溫條件下,高分子材料受熱分解時,溴阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時進入到氣相燃燒區(qū),捕捉氣相燃燒區(qū)中的自由基,抑制自由基鏈式反應,從而阻止火焰?zhèn)鞑ァS袡C阻磷類阻燃劑受熱時能產(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。安徽無機阻燃劑原理
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阻燃劑的阻燃原理包括吸熱作用:任何燃燒在較短的時間所釋放的熱量是有限的,如果能在比較短的時間吸收火源所釋放的一部分熱量,那么火焰溫度就會降低,輻射到燃燒表面與作用于已經(jīng)氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會減少,燃燒反應就會被一定程度的抑制。在高溫條件下,阻燃劑發(fā)生了強烈的吸熱反應,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。阻燃劑的阻燃機理就是通過提高聚合物的熱容,使其在達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)合水蒸氣時大量吸熱的特性,提高其自身的阻燃能力。山東地毯阻燃劑用量