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阻燃剂的阻燃机理

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-12-31 16:24:19
阻燃剂的阻燃机理就是通过吸收热能、降低燃烧体的温度,除去能量;隔断空气;供给CO2等惰性气体,使气体的组成改变,离开燃烧极限;捕获活性自由基等办法,使热分解反应终止。

阻燃剂的阻燃机理1.气相阻燃机理

气相阻燃就是阻燃剂通过转化为气相物质,发挥其阻燃作用。

(1)捕获自由基

阻燃剂受热后,分解产生气相物质,这些物质能捕获高聚热分解产生的自由基,使热分解反应得到有效控制,从而达到阻燃、灭火的目的。

以卤系阻燃剂为例,卤化物受热产生的卤化氢能捕获到活性的HO?、?O?自由基。通过自由基交换,产生活性较小的自由基:

RX+H?→HX+R?

HX+HO?→H2O+X?

HX+?O?→HO?+X?

阻燃剂的阻燃机理(2)“稀释”效应

阻燃剂在高温分解出一种难燃气体(如HX、H2O等),将燃烧体笼罩,“稀释”了周围可燃性气体的浓度,同时吸收大量燃烧热,降低了温度,使燃烧得到控制。
如无机阻燃剂Al(OH)3的阻燃机理:

  △

Al(OH)3→Al2O3+3H2O-71.6(Kcal)

卤系阻燃剂也能分解出比重较大的不燃气体,产生覆盖作用,而隔绝或稀释了空气(同CO2、N2等灭火相类似),不同卤素灭火效力与它们本身的原子量成正比,即:F:Cl:Br:I=1?0:1.9:4.2:6.7按照等重量溴、氯相比,有机溴化物的阻燃效力约为氯化物的两倍。这些事实正是卤系阻燃剂灭火理论的有力证据。2。凝相阻燃机理


yaruichem@hotmail.com iis7站长之家tpp生产工艺

三氯氧磷直接法(热法)和三氯化磷间接法(冷法)。

(1)热法  将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,在不超过10℃以下,缓缓加入三氯氧磷,然后在回流湿度下反应3-4h,冷却至室温后,反应物经水洗回收吡啶,用于燥硫酸钠脱水,过滤除硫酸钠,常压下蒸馏回收苯;减压蒸馏收集243-245℃/1.47KPa的馏分,经冷却、结晶、粉碎即得成品。

 ( 2 )冷法  将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,然后于40℃下滴加三氯化磷生成,继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸,再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。精制方法:常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等杂质。用乙醇或乙醇与溶剂汽油的混合液进行重结晶精制。


凝相阻燃就是阻燃剂以凝聚相形态,发挥其阻燃作用。可分成膜阻燃和壁面阻燃效应两种。

(1)成膜效应

阻燃剂受到高温后,在燃烧体表面形成一层不易燃烧、不易挥发的保护膜,从而把燃烧体同O2和火源隔绝开来,使火焰熄灭。无机磷阻燃剂的阻燃机理就以凝相机理为主,在燃烧时,磷化合物逐步分解成磷酸、偏磷酸,最后生成玻璃体状的聚偏磷酸,覆盖于燃烧体的表面,隔绝空气。

(2)壁面效应

所谓壁面效应,就是阻燃剂在高温时产生的一种惰性粉尘,这些惰性粉尘就像容器的器壁一样,既能吸收燃烧热,又能吸附燃烧过程的活性物质,使活性物质失活,从而抑制燃烧。

聚氨酯本身是一种可燃性较强的聚合物。聚氨酯软泡密度小,比表面大,加上材料自身绝热性好,其燃烧问题就更为突出,软泡大约在250-300℃产生热分解,生成多种有毒和易燃气体。泡沫燃烧时,虽然氧化作用大部分发生在热融聚合物表面,但大量热能来自易燃气体的燃烧。一旦易燃气体着火,燃烧过程将非常快速并加速进行,而大量有毒烟雾的产生,又防碍消防作业,因此,泡沫燃烧后很难及时扑灭。软泡的许多应用,例如床垫、家具和运输等,都有阻燃要求。当今,阻燃性已成为软泡产品的主要性能指标之一。

软泡中的阻燃剂必须具有下列一种或数种功能:一、能在着火温度或接近着火温度下吸热分解成不可燃物质;二、能与泡沫燃烧产物反应生成不易燃物质;三、可分解出能终止泡沫自由基氧化反应的物质。

聚氨酯软泡中应用最广的阻燃剂常常会选用高分子量的多聚磷酸酯和氯化多磷酸酯。高分子量的多聚磷酸酯添加型阻燃剂,具有较好的抗水解性及较强的渗透性,且挥发性少、阻燃持久性较好,可消耗泡沫塑料燃烧时分解出的可燃气体,使其转化成不易燃烧的碳化物,对上面的三种功能完全齐备。

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