阻燃劑的分類及應(yīng)用教案資料.ppt

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1、阻燃劑的分類及應(yīng)用2阻燃技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介阻燃技術(shù)最早歷史記錄在公元前83年，古希臘人在圍攻戰(zhàn)中采用礬溶液處理木質(zhì)碉堡，提高木質(zhì)碉堡的阻燃性能第一個(gè)阻燃纖維專利（英國(guó)專利551）1735年Wyld以礬液、硼砂及硫酸亞鐵處理木材和紡織品幕布阻燃處理1820年蓋·呂薩克受法國(guó)國(guó)王路易十八的委托，研究劇院窗簾的阻燃方法，他發(fā)現(xiàn)磷酸銨、氯化銨和硼砂的混合物對(duì)亞麻和黃麻的阻燃十分有效，并成功地在巴黎劇院的幕布進(jìn)行了阻燃處理阻燃理論研究1913年，化學(xué)家珀金（Perkin）采用錫酸鹽浸漬絨布，再用硫酸銨溶液處理，獲得較好的阻燃性能。它還對(duì)阻燃機(jī)理進(jìn)行了理論上的研究，開(kāi)創(chuàng)了阻燃

2、技術(shù)新紀(jì)元，標(biāo)志著近代新阻燃方法的開(kāi)始。3阻燃劑協(xié)同效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)：1930年，人們發(fā)現(xiàn)氧化銻—氯化石蠟協(xié)效阻燃體系，并將其在高分子材料中廣泛應(yīng)用，鹵-銻協(xié)效作用的發(fā)現(xiàn)被譽(yù)為近代阻燃技術(shù)的一個(gè)里程碑，至今仍是阻燃技術(shù)和研究的主流。膨脹型防火涂料的研究1938年，Tramm第一次提出膨脹型防火涂料的配方，它以磷酸二銨為催化劑，以二氰二胺為膨脹發(fā)泡劑，以甲醛為碳化劑。阻燃技術(shù)在軍事上首次應(yīng)用第二次世界大戰(zhàn)中，美國(guó)開(kāi)發(fā)了以四羥甲基氯化磷為主的一系列纖維素的阻燃整理劑。同時(shí)軍隊(duì)對(duì)阻燃、防水帆布帳篷的需要，促進(jìn)了氯化石蠟、氧化銻和黏結(jié)劑的阻燃系統(tǒng)的發(fā)展。反應(yīng)型阻燃劑的出現(xiàn)

3、20世紀(jì)50年代美國(guó)Hooker公司研制出多種含鹵、含磷反應(yīng)型阻燃劑單體，它們可應(yīng)用于一系列縮聚高分子化合物衡量阻燃性的指標(biāo)氧指數(shù)（OI）氧指數(shù)定義為塑料試樣在N2-O2混合氣體中保持連續(xù)燃燒所需的最低氧氣體積分?jǐn)?shù)。式中，[N2]和[O2]代表兩種氣體的流量。塑料的氧指數(shù)越小，說(shuō)明其連續(xù)燃燒所需氧氣的濃度越低，材料越易燃；反之，塑料的氧指數(shù)越大，說(shuō)明其連續(xù)燃燒所需氧氣的濃度高，材料越不易燃。常見(jiàn)塑料的氧指數(shù)塑料品種氧指數(shù)塑料品種氧指數(shù)聚甲醛(POM)14.9聚酰胺(PA1010)25.5聚氨酯(PU)17.0軟質(zhì)聚氯乙烯(SPVC)26.0發(fā)泡聚乙烯(PE)

4、17.1聚酰胺(PA6)26.4聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)17.3酚醛樹(shù)脂(PF)30.0聚乙烯(PE)17.4聚苯醚(PPO)30.0聚丙烯(PP)18.0聚砜(PSF)32.0聚苯乙烯(PS)18.1蜜胺樹(shù)脂(MF)35.0丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)18.2聚酰亞胺(PI)36.0環(huán)氧樹(shù)脂(EP)19.8聚苯硫醚(PPS)40.0聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)20.0純聚氯乙烯(PVC)45.0聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)20.6硬質(zhì)聚氯乙烯(HPVC)50.0氯化聚醚(CP)23.0聚苯并咪唑(PBI)58.0聚酰胺(PA66)24.3聚偏氯

5、乙烯(PVDC)60.0聚碳酸酯(PC)24.9聚四氟乙烯(PTFE)95.06理想的阻燃劑阻燃效率高，添加量少；無(wú)毒，無(wú)煙，對(duì)環(huán)境友好；熱穩(wěn)定性好，便于加工；對(duì)被阻燃物各項(xiàng)性能影響小，不滲出，便于回收；使用方便，使用面廣，還要價(jià)格便宜。同時(shí)具有上面這些要求的阻燃劑幾乎是不存在的，只能是在滿足基本要求的前提下取得最佳的綜合平衡。聚合物燃燒合成聚合物材料具有優(yōu)良的性能，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，特別是在建筑、交通、家具、電子電器及日用制品等行業(yè)被大量使用，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，已逐步代替了傳統(tǒng)材料。但是，絕大多數(shù)常用合成聚合物材料在空氣中是可燃或易燃的，并

6、且，與天然聚合物材料相比，在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的有毒且具腐蝕性的氣體和煙塵，因此由其引起的火災(zāi)所造成的后果就更為嚴(yán)重。正有鑒于此，聚合物材料阻燃技術(shù)的開(kāi)發(fā)已引起世界各國(guó)的高度重視。聚合物燃燒反應(yīng)聚合物熱分解產(chǎn)物的燃燒是按自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行的，其機(jī)理與聚合物熱氧降解類似，包括下述四步：(1)鏈引發(fā)(2)鏈增長(zhǎng)R·＋O2→RO2·RO2·＋RH→ROOH＋R·(3)鏈支化ROOH→RO·＋HO·2ROOH→ROO·＋RO·+H2O(4)鏈終止R·＋R·→R－RRO·＋RO·→ROORRO2·＋RO2·→ROOR＋O2R·＋HO·→ROH聚合物受熱分解產(chǎn)物，主要包括

7、：①可燃?xì)怏w，如甲烷、乙烷、丙烷、甲醛、丙酮、一氧化碳等；②不燃?xì)怏w，如二氧化碳、氮?dú)獾?；③液體產(chǎn)物，即熔融降解聚合物和預(yù)聚體；④固體產(chǎn)物，如碳化物等；⑤煙氣，即懸浮于空氣中的固體(如碳)顆粒。阻燃機(jī)理阻燃機(jī)理有多種，分述如下。1.保護(hù)膜機(jī)理（覆蓋效應(yīng)）阻燃劑在燃燒溫度下形成了一層不燃燒的保護(hù)膜，覆蓋在材料上，隔離空氣而阻燃，這又可分為兩種情況。(1)玻璃狀薄膜阻燃劑在燃燒溫度下的分解成為不揮發(fā)、不氧化的玻璃狀薄膜．覆蓋在材料的表面上，可隔離空氣(或氧)，且能使熱量反射出去或具有低的導(dǎo)熱系數(shù)．從而達(dá)到阻燃的目的。如使用鹵代磷作阻燃劑就是這種情況。硼酸和水合硼

8、酸鹽都是低熔點(diǎn)的化合物，加熱時(shí)形成玻璃狀涂層．覆蓋于