阻燃劑的阻燃機(jī)理

第第頁(yè)阻燃劑的阻燃機(jī)理1阻燃劑的阻燃機(jī)理阻燃劑是通過(guò)若干機(jī)理發(fā)揮其阻燃作用的，如吸熱作用、掩蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等[2]。多數(shù)阻燃劑是通過(guò)若干機(jī)理共同作用實(shí)現(xiàn)阻燃目的。1.1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，假如能在較短的時(shí)間汲取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)得到肯定程度的抑制。在高溫條件下，阻燃劑發(fā)生了猛烈的吸熱反應(yīng)，汲取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，阻攔燃燒的擴(kuò)散。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，使其在實(shí)現(xiàn)熱分解溫度前汲取更多的熱量，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，提高其自身的阻燃本領(lǐng)。1.2掩蓋作用在可燃料子中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫掩蓋層，隔絕O2，具有隔熱、隔氧、阻攔可燃?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攔聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻攔其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參加燃燒過(guò)程。1.3抑制鏈反應(yīng)依據(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)，捕獲燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻攔火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至停止。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)，鹵素便能夠捕獲燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻攔火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至停止。1.4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，阻攔燃燒的連續(xù)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)阻燃的作用。2無(wú)鹵阻燃劑2.1氫氧化鋁氫氧化鋁在205～230℃下受熱分解放出結(jié)晶水，汲取大量的熱，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實(shí)現(xiàn)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)期保存在聚合物中等功效[4]。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)阻燃性能要求高的料子，為了實(shí)現(xiàn)阻燃的要求，需在高聚物復(fù)合料子中填充大量氫氧化鋁（50%～60%）這將導(dǎo)致復(fù)合料子的物理力學(xué)性能惡化?？紤]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