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阻燃劑的阻燃機理
日期:2019-12-28 瀏覽:1615次

  阻燃劑的作用機理比較復雜, 尚未十分明了。一般認為, 鹵素化合物遇火受熱發(fā)生分解反應, 分解出的鹵素離子與高分子化合物反應產(chǎn)生鹵化氫。后者與高分子化合物燃燒過(guò)程中大量增殖的活潑羥基游離基 (HO·)反應,使其濃度降低,燃燒速度減慢,直到火焰熄滅。鹵素中,溴的阻燃作用比氯大。含磷阻燃劑的作用在于它們燃燒時(shí)形成偏磷酸, 偏磷酸聚合成非常穩定的多聚態(tài), 成為塑料的保護層而將氧隔絕。

  阻燃劑是通過(guò)若干機理發(fā)揮其阻燃作用的,如吸熱作用、覆蓋作用、*鏈反應、不燃氣體的窒息作用等。多數阻燃劑是通過(guò)若干機理共同作用達到阻燃目的。

  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,燃燒反應就會(huì )得到一定程度的*。在高溫條件下,阻燃劑發(fā)生了強烈的吸熱反應,吸收燃燒放出的部分熱量,降低可燃物表面的溫度,有效地*可燃性氣體的生成,阻止燃燒的蔓延。Al(OH)3阻燃劑的阻燃機理就是通過(guò)提高聚合物的熱容,使其在達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)揮其結合水蒸汽時(shí)大量吸熱的特性,提高其自身的阻燃能力。

  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定泡沫覆蓋層,隔絕氧氣,具有隔熱、隔氧、阻止可燃氣體向外逸出的作用,從而達到阻燃目的。如*磷類(lèi)阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結構更趨穩定的交聯(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部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過(guò)程。

  3、 *鏈反應

  根據燃燒的鏈反應理論,維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區,捕捉燃燒反應中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區的火焰密度下降,使燃燒反應速度下降直至終止。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,鹵素便能夠捕捉燃燒反應中的自由基,干擾燃燒的鏈反應進(jìn)行。

  4、 不燃氣體窒息作用

  阻燃劑受熱時(shí)分解出不燃氣體,將可燃物分解出來(lái)的可燃氣體的濃度沖淡到燃燒下限以下。同時(shí)也對燃燒區內的氧濃度具有稀釋的作用,阻止燃燒的繼續進(jìn)行,達到阻燃的作用。


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