阻燃劑是用于提高分子材料抗燃性,通過提高分子材料燃燒點,或者降低材料燃燒速度,從而增加救援時間,挽救生命,減少損失。
按結構分,阻燃劑可分為大分子聚合型和小分子類阻燃劑;按照使用方法,可分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑;按照材料內是否含有鹵素,可分為鹵素阻燃劑和無鹵阻燃劑。而添加型阻燃劑多用于熱塑性高分子材料,與材料中其他組分不發生化學反應,只以物理方式存在于高分子材料中。而反應型阻燃劑則多用于熱固性高分子材料,參與合成高分子材料的化學反應,成為高分子材料的結構單元。
高分子材料遇到明火點燃后,會發生劇烈的氧化反應,釋放大量的羥基。由于羥基非常活潑,易與其他物質結合,結合后生成水和其他的有機物。其他的有機物和氧氣進一步結合發生分解反應,形成新的有機物。在這一系列循環反應中,燃燒一直持續。
在這一過程中,阻燃劑又是如何發揮作用的?
根據燃燒的三大要素——可燃物、助燃物和火源,阻燃劑的阻燃原理可概括為:
1.通過吸收熱量達到阻燃,例如無機阻燃劑氫氧化鋁高溫分解,放出結晶水,結晶水蒸發為水蒸氣。此過程會吸收大量的熱,降低材料表面的溫度,進行阻燃。
2.通過產生不燃氣體稀釋氧氣,減緩燃燒速度,如氫氧化鋁阻燃劑,產生的水蒸氣能降低材料周圍氧氣的濃度,抑制火勢的蔓延。
3.在材料表面形成密實的覆蓋層,隔絕材料與氧氣的接觸,例如磷系阻燃劑,在高溫條件下會變成結構更加穩定的交聯狀固體物質或碳化層包裹住材料,阻止繼續燃燒。
4.捕捉參與燃燒反應的自由基,抑制自由基鏈式反應,例如溴阻燃劑,高溫條件下,高分子材料受熱分解時,溴阻燃劑與熱分解產物同時進入到氣相燃燒區,捕捉氣相燃燒區中的自由基,抑制自由基鏈式反應,從而阻止火焰傳播。
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