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一般來說,塑料的阻燃機(jī)理與阻燃劑的種類相聯(lián)系的,目前主要有以下幾個方面:
(1)阻燃劑分解形成不揮發(fā)性的保護(hù)膜
如鹵化磷(R4PX)受熱分解成磷(R3P)和烷基鹵化物(RX)。磷被氧化生成磷氧化物(R3PO4),在進(jìn)一步分解成聚磷酸鹽玻璃體。此玻璃體形成一層保護(hù)膜,覆蓋在聚合物表面,使燃燒物與空氣隔絕,達(dá)到阻燃效果。
(2)阻燃劑分解產(chǎn)物:將自由基的鏈鎖反應(yīng)切斷烴類聚合物在高溫下分解:
RH→R·+H˙·鏈引發(fā)
H·.+O2→HO·+O·鏈增長
HO·+CO→CO2+H·鏈支化
H·.+O2→HO·+O·鏈轉(zhuǎn)移
H·.+HBr=HO·+Br·(鏈轉(zhuǎn)移)
H·.+HBr=H2O+Br·鏈終止
即:聚合物在燃燒分解時,分解產(chǎn)生自由基,自由基的鏈鎖反應(yīng),使火焰持續(xù)下去,在阻燃劑的作用下,自由基被截斷使燃燒停止。
(3)阻燃劑分解產(chǎn)物的脫水作用,使在燃燒的有機(jī)物碳化。
用磷酸鹽或重金屬鹽的水溶液浸漬過的纖維素,干燥后在加熱時只碳化變焦難以引起火焰的燃燒,原因是磷酸鹽引起了纖維素脫水反應(yīng),促進(jìn)了單質(zhì)碳的生成。
(C6H10O5)n→6nC+5nH2O
有機(jī)磷化合物在燃燒中,會產(chǎn)生如下分解:
有機(jī)磷化合物→磷酸→偏磷酸→聚偏磷酸
聚偏磷酸是非常強的脫水劑,能促使有機(jī)化合物碳化,使生成的碳黑膜起到阻燃的作用。
(4)吸收燃燒熱量:如氫氧化鋁就具備這種阻燃功能,帶有3個結(jié)晶水的氫氧化鋁既是聚合物的填充劑,又是無毒的阻燃劑。
2AL(OH)3→AL2O3+3H2O—71.6千卡
由于燃燒時大量燃燒熱被吸收,降低了聚合物的溫度,從而減緩了分解蒸發(fā)和燃燒。
來源:宏泰基阻燃材料,宏泰基阻燃劑。轉(zhuǎn)載請注明出處。
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