阻燃劑論文：阻燃劑的應(yīng)用

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1、阻燃劑論文：阻燃劑的應(yīng)用摘要本文闡述了阻燃劑的阻燃機(jī)理，阻燃劑的分類(lèi)，分析了常用的阻燃劑以及廣泛用于阻燃的技術(shù)。關(guān)鍵詞阻燃劑；機(jī)理；分類(lèi)；阻燃技術(shù)隨著科技的快速發(fā)展，橡膠、塑料、合成纖維等高分子聚合材料及其制品得到了飛速的發(fā)展，它們逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼材、金屬、水泥、木材及棉等工業(yè)材料，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和軍事等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)。由于高分子聚合材料大部分是由碳、氫、氧等元素組成，基本上都屬于易燃、可燃材料，并且在燃燒過(guò)程中熱釋放速率大、熱值高、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤臁⒉灰紫?，甚至在燃燒時(shí)產(chǎn)生大量濃煙和有毒性氣體，對(duì)環(huán)境造成巨大危害

2、，對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年，全國(guó)共發(fā)生火災(zāi)131705起，死亡1108人，直接財(cái)產(chǎn)損失17.7億元。據(jù)國(guó)內(nèi)外火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，在火災(zāi)中70％的人員傷亡是由煙和有毒氣體的產(chǎn)生造成的。因此，提高聚合材料的阻燃性能成為一個(gè)急需解決的社會(huì)課題，已經(jīng)引起了世界各國(guó)政府和研究者們的廣泛關(guān)注。有關(guān)專(zhuān)家指出在使用可燃和易燃材料時(shí)，應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行阻燃處理，在提高材料阻燃燒性能的同時(shí)，應(yīng)盡量減少材料熱分解或燃燒時(shí)放出的煙和有毒氣體和，因?yàn)檫@兩者往往是火災(zāi)中最先產(chǎn)生且最具危險(xiǎn)性的因素。作為塑料行業(yè)中僅次于增塑劑的第二添

3、加劑—阻燃劑的研究開(kāi)發(fā)步伐正在不斷加快，以適應(yīng)更高的阻燃要求。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、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。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，如果能在較短的時(shí)間吸收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)得到一定程度的抑制。在高溫條件下，阻燃劑發(fā)生了強(qiáng)烈的吸熱反應(yīng)，吸收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，阻止燃燒的蔓延。

4、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，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。這類(lèi)阻燃劑充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸汽時(shí)大量吸熱的特性，提高其自身的阻燃能力。1.2覆蓋作用在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層，隔絕氧氣，具有隔熱、隔氧、阻止可燃?xì)怏w向外逸出的作用，從而達(dá)到阻燃目的。如有機(jī)阻磷類(lèi)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止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過(guò)程。1.3抑制鏈反應(yīng)根據(jù)燃燒的

5、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)，捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。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)，鹵素便能夠捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。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)

6、的氧濃度具有稀釋的作用，阻止燃燒的繼續(xù)進(jìn)行，達(dá)到阻燃的作用。2阻燃劑的分類(lèi)2.1按所含阻燃元素分類(lèi)按所含阻燃元素可將阻燃劑分為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、磷－鹵系阻燃劑、磷－氮系阻燃劑等幾類(lèi)。鹵系阻燃劑在熱解過(guò)程中，分解出捕獲傳遞燃燒自由基的x及hx，hx能稀釋可燃物裂解時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，隔斷可燃?xì)怏w與空氣的接觸。磷系阻燃劑在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脫水炭化，阻止或減少可燃?xì)怏w產(chǎn)生。磷酸酐在熱解時(shí)還形成了類(lèi)似玻璃狀的熔融物覆蓋在可燃物表面，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。在氮系阻燃劑中，氮的化合物

7、和可燃物作用，促進(jìn)交鏈成炭，降低可燃物的分解溫度，產(chǎn)生的不燃?xì)怏w，起到稀釋可燃?xì)怏w的作用。磷－鹵系阻燃劑、磷－氮系阻燃劑主要是通過(guò)磷－鹵、磷－氮協(xié)同效應(yīng)作用達(dá)到阻燃目的，具有磷－鹵、磷－氮的雙重效應(yīng)，阻燃效果比較好。2.2按組分分類(lèi)按組分的不同可分無(wú)機(jī)鹽類(lèi)阻燃劑、有機(jī)阻燃劑和有機(jī)、無(wú)機(jī)混合阻燃劑三種。無(wú)機(jī)阻燃劑是目前使用最多的一類(lèi)阻燃劑，它的主要組分是無(wú)機(jī)物，應(yīng)用產(chǎn)品主要有氫氧化鋁、氫氧化鎂、磷酸一銨、磷酸二銨、氯化銨、硼酸等。有機(jī)阻燃劑的主要組分為有機(jī)物，主要的產(chǎn)品有鹵系、磷酸酯、鹵代磷酸酯等。還有一部分有機(jī)阻燃劑用于紡織織

8、物的耐久性阻燃，如六溴水散體、十溴－三氧化二銻阻燃體系，具有較好的耐洗滌的阻燃性能。有機(jī)、無(wú)機(jī)混合阻燃劑是無(wú)機(jī)鹽類(lèi)阻燃劑的改良產(chǎn)品，主要用非水溶性的有機(jī)磷酸酯的水乳液，部分代替無(wú)機(jī)鹽類(lèi)阻燃劑。在三大類(lèi)阻燃劑中，無(wú)機(jī)阻燃劑具有無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)煙、無(wú)鹵的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)領(lǐng)域，需