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阻燃劑是怎么阻燃的呢?
發(fā)布者:宏泰基  發(fā)布于:2019/1/24 8:21:06  點(diǎn)擊率:5599

我們所知道的阻燃材料可以通過(guò)用化學(xué)或物理的方法來(lái)進(jìn)行阻燃。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,也可以在聚合物分子中加入起著阻燃作用的元素,如溴、氯、磷、銻、硼等。接下來(lái)由宏泰基簡(jiǎn)單分析如下幾種的阻燃方式:

1、凝聚相阻燃

在固相中阻止聚合物的熱分解和阻止聚合物釋放出可燃?xì)怏w,從而達(dá)到阻燃效果。阻燃劑在高溫下形成熔融玻璃狀物質(zhì)或泡沫炭層覆蓋在聚合物表面,隔絕熱量和氧氣,阻止可燃?xì)怏w向外逸出,從而達(dá)到阻燃目的。

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燃燒現(xiàn)象

2、中斷熱交換

將聚合物產(chǎn)生的熱量帶走而不反饋到聚合物上使聚合物不斷分解,從而達(dá)到阻燃效果。阻燃劑在高溫下發(fā)生強(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。阻燃劑受熱釋放出不燃?xì)怏w,將可燃物分解出來(lái)的可燃?xì)怏w稀釋,使可燃?xì)怏w的濃度降低到燃燒極限以下;同時(shí)該不燃?xì)怏w也降低了燃燒區(qū)內(nèi)的氧氣濃度,抑制了燃燒繼續(xù)進(jìn)行,以達(dá)到阻燃的作用。

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微膠囊紅磷阻燃劑

3、協(xié)同效應(yīng)

各組分的共同效果大于各組分的單獨(dú)作用之和。協(xié)同效應(yīng)最典型的是銻.鹵協(xié)同效應(yīng),氧化銻(常用形態(tài)Sb:O。)與含氯或含溴阻燃劑并用。在氣相,氧化銻與鹵素生成三鹵化銻,而三鹵化銻是火焰的抑制劑,它捕捉火焰中的H·、HO·等自由基,三鹵化銻蒸汽可較長(zhǎng)時(shí)間停留在燃燒區(qū),稀釋可燃性氣體,并覆蓋在聚合物表面而隔熱,降低聚合物分解溫度、分解速度,生成的碳層可將聚合物封閉,阻止可燃性氣體逸出。還有一些鹵化銻在凝聚相作為成炭的催化劑和在凝聚相表面充當(dāng)自由基的捕捉劑。還有其它協(xié)同效應(yīng),諸如:氧化銻.非鹵協(xié)同效應(yīng)、磷.鹵協(xié)同效應(yīng)、氮一鹵協(xié)同效應(yīng)、磷.磷協(xié)同效應(yīng)等。

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環(huán)保高效阻燃劑

4、吸熱作用

任何燃燒在較短的時(shí)間所釋放的熱量是有限的,如果能在較短的時(shí)間吸收火源所釋放的一部分熱量,那么火焰溫度就會(huì)降低,輻射到燃燒表面與作用于已經(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)被一定程度的抑制。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。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。這類阻燃劑充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸氣時(shí)大量吸熱的特性,提高其自身的阻燃能力。

5、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。

6、抑制鏈反應(yīng)

根據(jù)燃燒的鏈反應(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),捕獲燃燒反應(yīng)中的自由基,從而阻止火焰的傳導(dǎo),使燃燒區(qū)的火焰密度下降,最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至停止。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),鹵素便能夠捕獲燃燒反應(yīng)中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度降低,最終使燃燒反應(yīng)速度減慢直至停止。

7、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的濃度稀釋到燃燒下限以下。同時(shí)也對(duì)燃燒區(qū)內(nèi)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。

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