阻燃劑顧名思義是用來防止材料被引燃以及抑制火勢傳播的助劑,主要是針對高分子材料的阻燃設(shè)計的。阻燃劑是賦予易燃織物難燃性的功能性助劑,主要針對高分子材料的阻燃設(shè)計的,通過若干機(jī)理發(fā)揮其阻燃作用的,如吸熱、覆蓋、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w窒息作用等。多數(shù)阻燃劑是通過若干機(jī)理共同作用達(dá)到阻燃目的。
無機(jī)阻燃劑:無機(jī)阻燃劑的阻燃作用主要是使用大比容填料的蓄熱和導(dǎo)熱性質(zhì),使得材料不易達(dá)到分解溫度,或者通過阻燃劑受熱分解吸熱,從而緩解或者終止主體材料的升溫過程。其阻燃機(jī)理是在受熱時釋放出結(jié)晶水,蒸發(fā),分解并放出水蒸氣。這個反應(yīng)過程需要吸收大量的燃燒熱能,從而大幅材料的表面溫度,使得高分子材料的熱分解和燃燒的概率大幅降低。
鹵素阻燃劑:鹵系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有機(jī)阻燃劑之一,應(yīng)用較多的鹵系阻燃劑是含溴和含氯型阻燃劑。鹵系阻燃劑大多數(shù)為有機(jī)物,和主體聚合物材料具有良好的相容性,作為阻燃添加劑的鹵系阻燃劑不會對聚合物材料本身的物理化學(xué)性質(zhì)造成本質(zhì)影響,另外,鹵系阻燃劑可以滿足其添加量很少,但是可以達(dá)到極其優(yōu)異的阻燃效果。
磷系阻燃劑:根據(jù)磷系阻燃劑的性質(zhì)和組成,可以分成無機(jī)磷系阻燃劑和有機(jī)磷系阻燃劑。其中無機(jī)磷系阻燃劑包括紅磷、磷酸銨鹽和聚磷酸銨等,有機(jī)磷系阻燃劑包括磷酸酯、亞磷酸酯等。磷系阻燃劑同樣也是一類高效、穩(wěn)定、使用非常廣泛的阻燃劑,其阻燃機(jī)理主要為形成隔離膜來達(dá)到阻燃效果。有機(jī)磷系阻燃劑發(fā)揮作用的階段主要在于高分子材料分解階段的火災(zāi)初期。它能促進(jìn)高分子材料脫水炭化,從而使高分子材料不能產(chǎn)生可燃性氣體,并且由于不揮發(fā)性磷化合物起凝結(jié)劑的作用,使炭化物形成保護(hù)性炭膜,以隔絕外界的空氣和熱。
硅系阻燃劑:硅系阻燃劑包括無機(jī)硅和有機(jī)硅,其中無機(jī)硅主要包括二氧化硅、硅膠、硅酸鹽和滑石粉等,這類阻燃劑常用作填料使用;有機(jī)硅阻燃是一種新型的無鹵阻燃劑,也是一種成炭抑煙劑,主要指有機(jī)硅樹脂、聚硅氧烷(硅油、硅樹脂、硅橡膠和多種硅氧烷共聚物等)、聚硅烷等,其中發(fā)展最為迅速的是聚硅氧烷。阻燃機(jī)理主要體現(xiàn)為凝聚相阻燃機(jī)理,即通過生成裂解碳層和提高碳層的抗氧化性實(shí)現(xiàn)其阻燃作用。另一方面,硅系阻燃劑受熱也會發(fā)生熱分解反應(yīng),這個過程需要吸收大量熱量,可達(dá)到使阻燃材料升溫減緩或終止的效果。
氫氧化鋁阻燃劑:氫氧化鋁也稱之為三水合氧化鋁(ATH),分子式為Al(OH)3,是出現(xiàn)時間最早的無機(jī)阻燃劑之一,其可以和多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用,并且無毒無腐蝕性。目前氫氧化鋁阻燃劑的使用占無機(jī)阻燃劑總量的80%以上,被廣泛運(yùn)用于各種聚合物塑料產(chǎn)品中。在聚合物材料中添加氫氧化鋁后,可以降低可燃聚合物濃度。當(dāng)聚合物材料受熱時(250℃左右),氫氧化鋁發(fā)生脫水反應(yīng),并吸收大量熱能,有效抑制聚合物材料升溫。同時分解產(chǎn)生的水蒸氣能夠稀釋燃燒產(chǎn)生的可燃性氣體以及氧氣濃度,抑制了燃燒的持續(xù)蔓延。
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