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阻燃剂的阻燃体系

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-27 11:58:08
阻燃剂的阻燃体系中的气相阻燃系统指在气相中使燃烧中断或延缓链式燃烧反应的阻燃作用,下述几种情况下的阻燃都属于气相阻燃。

(1)阻燃材料受热或燃烧时能产生自由基抑制剂,从而使燃烧链式反应中断。

(2)阻燃材料受热或燃烧时生成细微粒子,它们能促进自由基相互结合以中止链 式燃烧反应。

(3)阻燃材料受热或燃烧时释放出大量的惰性气体或高密度蒸汽,前者可稀释氧 和气态可燃物,并降低此可燃气的温度 ,致使燃烧中止; 后者则覆盖于可燃气上,隔绝它与空气的接触,因而使燃烧窒息。可挥发性、低沸点的含磷化合物,诸如三烷基氧化磷(R3PO) ,属于气相阻燃剂。质谱分析表明,三苯基膦酸酯和三苯基膦氧在火焰中裂解成自由基碎片,这些自由基像卤化物一样捕获H·及O·游离基,从而起到抑制燃烧链式反应的作用。

在红磷的燃烧和裂解中,也形成P·,它们和聚合物中的氧发生反应生成磷酸酯结构。此外,膨胀阻燃体系也可能在气相中发挥作用,其中的胺类化合物遇热可分解产生NH3、 H2O和NO,前两种气体可稀释火焰区的氧浓度,后者可使燃烧赖以进行的自由基淬灭,致使链反应终止。

阻燃剂的阻燃体系中的凝聚相阻燃机理。这是指在凝聚相中延缓或中断阻燃材料热分解而产生的阻燃作用,下述几种情况的阻燃均属于凝聚相阻燃。

(1 )阻燃剂在凝聚相中延缓或阻止可产生可燃气体和自由基的热分解。

(2) 阻燃材料中比热容较大的无机填料,通过蓄热和导热使材料不易达到热分解温度。

(3 )阻燃剂受热分解吸热,使阻燃材料温升减缓或中止。

(4)阻燃材料燃烧时在其表面生成多孔炭层,此层难燃、隔热、隔氧,又可阻止可燃气进入燃烧气相,致使燃烧中为维持继续燃烧,必须具有足够的氧气和可燃性气体混合物。如果热裂解生成的自由基被截留而消失,燃烧就会减慢或中断。含有有机溴化物作阻燃剂的阻燃热塑性塑料发生燃烧时,存在以下反应。


,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tpp。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。


RH→R·+ H· 链引发

HO·+CO=CO2+H· 链增长(高度放热反应)

H·+O2= HO·+O· 链支化

O·+HBr= HO·-+Br· 链转移

HO·+HBr=H2O +Br· 链终止具有高度反应性的HO·自由基在燃烧过程中起关键作用。当HO·被反应性较差的Br·取代时,自由基链式反应就发生终止。

阻燃剂的阻燃体系中的中断热交换阻燃机理。这是指将阻燃材料燃烧产生的部分热量带走,致使材料不能维持热分解温度,因而不能维持产生可燃气体,于是燃烧自熄。例如,当阻燃材料受强热或燃烧时可熔化,而熔融材料易滴落,因而将大部分热量带走,减少了反馈至本体的热量,致使燃烧延缓,最后可能终止燃烧。所以,易熔融材料的可燃性通常都较低,但滴落的灼热液滴可引燃其他物质,增加火灾危险性。

阻燃剂的生产和应用在经历了八十年代初的蓬勃发展后,已进入稳步发展阶段。随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展,阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。此外,煤田、油田、森林灭火等领域也促进了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。我国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂。近几年,我国阻燃剂的生产和消费形势持续发展,国内阻燃剂消费量急剧上升,增加的市场份额主要来源于两个方面:电子电器和汽车市场。

国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主,无机阻燃剂生产和消费量还较少,但发展势头较好,市场潜力较大。阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性,但是它对环境和人的危害是不可忽视的。

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