加载中…阻燃剂定义分类及阻燃机理
(2014-04-16 09:53:13)
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一．定义：
能够增加高分子材料耐燃性的助剂叫阻燃剂。按应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。阻燃剂是高分子材料加工的重要助剂之一,
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二．阻燃剂的分类
阻燃剂根据不同的划分标准可分为：
(1)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、磷一卤系阻燃剂、磷一氮系阻燃剂、硅系等几类。
(2)按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。
(3)按使用方法的不同可把阻燃剂分为添加型和反应型。
(4)
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三．阻燃主要机理
1.保护膜阻燃机理
阻燃剂在燃烧温度下形成了一层不燃烧的保护膜，覆盖在材料上，隔离空气而阻燃。这又分为两种情况。
1.1
阻燃剂在燃烧温度下的分解成为不挥发、不氧化的玻璃状薄膜，覆盖在材料的表面上，隔离空气（或氧），从而达到阻燃的目的。如使用卤代磷作阻燃剂就是这种情况。
硼酸和水合硼酸盐都是低熔点的化合物，加热时形成玻璃状涂层，覆盖于聚合物之上。
当温度高于325℃时，B2O3软化形成玻璃状物质。
FB阻燃剂即硼酸锌2ZnO·3B2O3·3.5H2O，这是目前使用最广泛的硼阻燃剂。它在300oC以下稳定，在300℃以上释出结晶水，吸收大量热能，最终生成B2O3玻璃状薄膜，覆盖于聚合物上，起到隔热排氧的功能。
1.2
阻燃剂在燃烧温度下使材料表面脱水炭化，形成一层多孔性隔热焦炭层，从而阻止热的传导而起阻燃作用。
http://s5/mw690/004ikgBvgy6I91IC95q24&690
实验中发现，生成的焦炭量在一定范围内与磷的含量呈很好的线性关系，生成的焦炭呈石墨状，焦炭层起着隔绝内部聚合物与氧的接触，使燃烧窒息的作用。同时焦炭层导热性差，使聚合物与外界热源隔绝，减缓热分解反应。
2.不燃性气体阻燃机理
阻燃剂能在中等温度下立即分解出不燃性气体，稀释可燃性气体和冲淡燃烧区氧的浓度，阻止燃烧发生。
HX是难燃性气体，不仅稀释空气中的氧，而且其相对密度比空气大，可替代空气形成保护层，使材料的燃烧速度减缓或熄灭
硼系阻燃剂，如硼酸、水合硼酸盐、FB阻燃剂等，加热时脱去水分，稀释空气中的氧，抑制燃烧反应。氮阻燃元素，如(NH2)HPO4、NH4H2PO4、(NH4)2SO4等，主要以受热形成的H2SO4起脱水碳化催化剂作用，同时释放出的氨气为难燃性气体，氨稀释空气氧的浓度，起到阻燃作用。
3.冷却阻燃机理
阻燃剂能使聚合物材料的固体表面在较低温度下熔化，吸收潜热或发生吸热反应，大量消耗掉热量，从而阻止燃烧继续进行。此类阻燃剂的代表有氢氧化铝和氢氧化镁。
氢氧化铝即三水合氧化铝。当温度在200℃以内时，水合分子与氧化铝结合非常紧密，不易释出，此时外部加入的热量由于聚合物本身的熔化而吸收消耗掉，氢氧化铝仅作为填料存在于塑料中，当温度升到大于250℃，氢氧化铝发生分解，吸收大量热量，并生成水。
产生的水汽化，亦需吸收大量潜热，从而降低聚合物温度，减缓和阻止燃烧。
氢氧化镁与氢氧化铝类似，在340℃左右开始吸热分解反应，分解反应生成的水吸收大量热能，降低温度，达到阻燃效果。
4.终止链锁反应阻燃机理
阻燃剂的分解产物易与活性游离基作用，降低某些游离基的浓度，使作为燃烧支柱的链锁反应不能顺利进行
聚合物燃烧时，一般分解为烃，烃在高温下进一步氧化分解成HO·游离基，HO·的链锁反应使得火焰燃烧持续下去。
因此，如能将发生链锁反应的HO·游离基除去，则能有效地防止燃烧。
由于在上述众多的游离基中，HO·游离基能量很高，反应速度很大，所以燃烧速度取决于OH·的浓度大小。当有含卤阻燃剂存在时，由于它在燃烧温度下分解产生卤化氢HX，而HX能捕获高能量的OH·游离基，并生产X·和H2O，同时X·与聚合物分子反应生成HX，又可用来捕获HO·，如此循环下去，即可将HO·促成的链锁反应切断，这就终止了烃的燃烧，达到阻燃的目的。
http://s5/mw690/004ikgBvgy6I92hhsW004&690
5
该类阻燃机理主要针对磺酸盐系列阻燃剂在PC中的应用，阻燃剂在PC中，燃烧时能促进CO2和H2O的释放，促进酚类物质的生成，促进脂肪族和芳香族化合物的产生，加快PC分子的成炭速率，促使聚合物分子交联。
特点：添加量小，高效。
代表性产品：FR-5100(美国编号2025),
如有需要 请联系 郝生 QQ：2850330199 Tel:13922964528
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