机械网--阻燃剂的研究及发展概况

1  前言    随着城市建筑的密集化、房屋建筑的高层化和建筑结构的轻型化，合成高分子材料广泛利用于各类领域，与人们的生活密切相干,直接影响着人们的工作生活。但在可燃、易燃物中乡镇政府有权强拆吗,容易引发火灾的材料大部分是有机高分子化合物，有极大的潜伏火灾危险性。由于高分子材料被引燃导致火灾产生的情况越来越频繁，对高分子材料的阻燃已引发人们的高度重视。如何提高合成材料的阻燃性能，减少可燃物的燃烧危险性及燃烧时释放出的有毒气体，减少人民的生命财产损失，已成为研究人员研究的课题。研究人员研究发现，通过添加阻燃剂或通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团，能有效提高材料的抗燃性，制止材料被引燃及抑制火焰的传播。在此基础上，世界各国研究人员对阻燃技术进行深入的探讨研究，并研制开发出了1系列阻燃性能良好的阻燃材料。阻燃剂便是这其中1种，适用于合成材料的阻燃，有很好的阻燃效果。现就阻燃剂发展概况进行分析讨论。2  阻燃剂的类型    阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要，预防火灾产生，保护人民生命财产而发展起来的1门科学。阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的利用，它是1种用于改进可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂，广泛利用于各类装修材料的阻燃加工中。经过阻燃剂加工后的材料，在遭到外界火源攻击时，能够有效地制止、延缓或终止火焰的传播，从而到达阻燃的作用。根据不同的划分标准可将阻燃剂分为以下几类：2.1  按所含阻燃元素分    按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷－卤系阻燃剂、磷－氮系阻燃剂等几类。卤系阻燃剂在热解进程中，分解出捕获传递燃烧自由基的X?及HX，HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体，隔断可燃气体与空气的接触。磷系阻燃剂在燃烧进程中产生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脱水炭化，制止或减少可燃气体产生。磷酸酐在热解时还构成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面，促使其氧化生成2氧化碳，起到阻燃作用。在氮系阻燃剂中，氮的化合物和可燃物作用被强拆后如何多要补偿，促进交链成炭，降落可燃物的分解温度，产生的不燃气体，起到稀释可燃气体的作用。磷－卤系阻燃剂、磷－氮系阻燃剂主要是通过磷－卤、磷－氮协同效应作用到达阻燃目的，具有磷－卤、磷－氮的两重效应，阻燃效果比较好。2.2  按组分的不同分    按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂3种。无机阻燃剂是目前使用最多的1类阻燃剂，它的主要组分是无机物，利用产品主要有氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸1铵、磷酸2铵、氯化铵、硼酸等。有机阻燃剂的主要组分为有机物，主要的产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。还有1部分有机阻燃剂用于纺织织物的耐久性阻燃整理，如6溴水散体、10溴－3氧化2锑阻燃体系，具有较好的耐洗涤的阻燃性能。有机、无机混合阻燃剂是无机盐类阻燃剂的改进产品，主要用非水溶性的有机磷酸酯的水乳液，部分代替无机盐类阻燃剂。在3大类阻燃剂中，无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤的优点，广泛利用于各类领域，需求总量占阻燃剂需求总量1半以上，需求增长率有增长趋势。2.3  按使用方法分    按使用方法的不同可把阻燃剂分为添加型和反应型。添加型阻燃剂主要是通过在可燃物中添加阻燃剂发挥阻燃剂的作用。反应型阻燃剂则是通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团，从而提高材料的抗燃性，起到制止材料被引燃和抑制火焰的传播的目的。在阻燃剂类型中，添加型阻燃剂占主导地位，使用的范围比较广，约占阻燃剂的85％，反应型阻燃剂仅占15％。3  阻燃剂的阻燃机理    阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用到达阻燃目的。3.1  吸热作用    任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间吸收火源所放出的1部分热量，那么火焰温度就会降落，辐射到燃烧表面和作用于将已气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到1定程度的抑制。在高温条件下，阻燃剂产生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降落可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成，制止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在到达热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其本身的阻燃能力。3.2  覆盖作用    在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能构成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、制止可燃气体向外逸出的作用，从而到达阻燃目的。如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的构成1方面能制止聚合物进1步热解，另外1方面能制止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧进程。3.3  抑制链反应    根据燃烧的链反应理论，保持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而制止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度降落，终究使燃烧反应速度降落直至终止。如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而制止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度降落，终究使燃烧反应速度降落直至终止。3.4  不燃气体窒息作用    阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，制止燃烧的继续进行，到达阻燃的作用。

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