阻燃剂的阻燃原理机理 ????DATE: 2020-09-18 16:24

  高分子化合物在空气中的燃烧是一种非常激烈的氧化反应,属连锁反应历程。燃烧过程中增值大量活泼的羟基游离基,当羟基游离基和高分子化合物相遇时,生成碳氢化合物游离基和水,在氧的存在下,碳氢化合物游离基分解,又形成新的羟基游离基。如此循环,是燃烧反应不断延续。阻燃剂就是能够提高易燃或可燃物的难燃性、自熄性或消烟性的一种助剂,是精细化工产品和合成材料的主要助剂之一。阻燃剂的作用机理比较复杂,包含种种因素,但主要是通过采用物理或化学方法来阻止燃烧循环。其阻燃机理如下:

  1.凝聚相阻燃机理

  高温下阻燃剂在聚合物表面形成凝聚相,隔绝空气、阻止热传递、降低可燃性气体释放量,从而达到阻燃目的。形成凝聚相隔离膜的方法有两种:一是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面,这种致密保护层起到了隔离膜的作用,硼系和卤化磷类阻燃剂即具有类似特征;二是利用阻燃剂的热降解产物促进聚合物表面迅速脱水碳化,形成碳化层,利用单质碳不产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧,达到阻燃保护的效果,如含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用。

  2.自由基捕获机理

  在聚合物燃烧过程中,大量生产的游离基促进气相燃烧反应。如能设法捕获并消灭这些游离基,切断自由基连锁反应,即可控制燃烧,进而达到阻燃目的。卤系阻燃剂的阻燃机理就属此类。

  3.冷却机理

  阻燃剂发吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应,降低聚合物表面和燃烧区域的温度,防止热降解。进而减少了可燃性气体的挥发量,最终破坏维持聚合物持续燃烧的条件,达到阻燃目的。氢氧化铝、氢氧化镁及硼类无机阻燃剂颇具代表性。

  4.协同作用机理

  将现有的阻燃剂进行复配,使各种作用机理共同发生作用,达到降低阻燃剂用量并起到更好的阻燃效果。如将氧化锑与有机卤化物阻燃剂的协同使用,可构成一种非常有效地阻燃体系,作用于燃烧的可燃物时,使有机卤化物放出氢卤酸或卤素,再与氢化锑反应生成三卤化锑或卤化锑酰,这些锑化合物具有阻燃作用。