材料的阻燃,就是在材料中加入一種物質(通稱阻燃劑)而增加(jia)(jia)其阻(zu)燃(ran)性,以便阻(zu)止或延緩其燃(ran)燒的可能性。材料(liao)的阻(zu)燃(ran)分為不耐(nai)(nai)久(jiu)阻(zu)燃(ran)整理劑(ji)、半(ban)耐(nai)(nai)久(jiu)阻(zu)燃(ran)整理劑(ji)和耐(nai)(nai)久(jiu)性阻(zu)燃(ran)整理劑(ji)。前兩種阻(zu)燃(ran)劑(ji)都不常用(yong),后一(yi)種阻(zu)燃(ran)劑(ji)比較實用(yong)。目前阻(zu)燃(ran)劑(ji)的品種有三(san)大類,即無機(ji)阻(zu)燃(ran)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)、鹵系(xi)(xi)阻(zu)燃(ran)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)、磷(lin)系(xi)(xi)阻(zu)燃(ran)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)。下面(mian)主要(yao)介紹一(yi)下磷(lin)系(xi)(xi)阻(zu)燃(ran)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)。
磷系阻(zu)燃(ran)添加劑(ji)(ji)是阻(zu)燃(ran)劑(ji)(ji)中的一(yi)個(ge)大家族,它廣(guang)泛(fan)應用于各種材料的阻(zu)燃(ran),包括塑(su)料、橡(xiang)膠、紙張、木(mu)材、涂(tu)料及紡織品等,磷系阻(zu)燃(ran)添加劑(ji)(ji)因其高效(xiao)低毒性受到重(zhong)視,磷系阻(zu)燃(ran)添加劑(ji)(ji)在織物阻(zu)燃(ran)中得到廣(guang)泛(fan)應用。
無機磷阻燃劑很早就應用于織物阻燃中,其主要品種有紅磷、磷酸銨、磷酸鈉、磷酸等。這些無機阻燃劑價格低(di)廉,易溶于水,因此整理(li)方法簡(jian)單,但也有(you)(you)添加量大、手感差、耐洗(xi)性差等缺點。和無(wu)機(ji)(ji)磷(lin)(lin)阻燃劑(ji)(ji)相比,有(you)(you)機(ji)(ji)磷(lin)(lin)阻燃劑(ji)(ji)對聚(ju)合(he)物的(de)物理(li)機(ji)(ji)械(xie)性能(neng)影響較小(xiao),并且和聚(ju)合(he)物的(de)相容性好,因此近年來倍受人們(men)的(de)青睞(lai)。我(wo)(wo)國(guo)目前(qian)對有(you)(you)機(ji)(ji)磷(lin)(lin)的(de)開發(fa)和研究進行的(de)較多,但真正能(neng)投入生產形成產品的(de)尚不多見,因此,有(you)(you)機(ji)(ji)磷(lin)(lin)在我(wo)(wo)國(guo)具有(you)(you)很(hen)好的(de)發(fa)展前(qian)景。
有機磷阻燃劑包括磷(膦)酸酯、亞磷酸酯、有機磷鹽、氧化磷、含磷多元醇等。但應用最多的則是磷(膦)酸酯及其聚合物。氮磷阻燃劑在天然纖維織物阻燃中有著舉足輕重的作用。氮磷阻燃劑多用于棉纖維的阻燃整理,磷元素能促進棉纖維脫水成碳,而氮元素對提高磷元素的阻燃性能具有協同效應,因此許多氮磷阻燃劑應用于棉纖維的阻燃都有不錯的效果。
磷(lin)(lin)(lin)和氮(dan)的(de)(de)協(xie)同效(xiao)(xiao)應(ying)機理研究還不(bu)夠完(wan)善(shan),有關報(bao)道(dao)說氮(dan)可(ke)能從(cong)三(san)個方(fang)面提高(gao)磷(lin)(lin)(lin)的(de)(de)阻(zu)燃(ran)(ran)(ran)效(xiao)(xiao)率(lv):(1)氮(dan)和磷(lin)(lin)(lin)在(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)燒過程中(zhong)首先(xian)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)磷(lin)(lin)(lin)酰胺結構,磷(lin)(lin)(lin)酰胺更(geng)易與纖(xian)(xian)維(wei)(wei)素(su)發生(sheng)酯(zhi)化(hua)反應(ying),這種酯(zhi)的(de)(de)熱穩定性好(hao)。(2)氮(dan)原予的(de)(de)存在(zai)(zai)利于磷(lin)(lin)(lin)系阻(zu)燃(ran)(ran)(ran)劑分(fen)解(jie)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)聚(ju)磷(lin)(lin)(lin)酸,起到很(hen)強的(de)(de)催(cui)化(hua)脫(tuo)水(shui)作(zuo)用。(3)含(han)氮(dan)化(hua)合(he)(he)物和磷(lin)(lin)(lin)酸結合(he)(he),在(zai)(zai)火焰(yan)中(zhong)有吹脹(zhang)作(zuo)用,可(ke)使(shi)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)發生(sheng)膨化(hua),形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)焦炭。我們知道(dao),尿素(su)和其他相類似(si)的(de)(de)含(han)氮(dan)化(hua)合(he)(he)物可(ke)促使(shi)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)素(su)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)磷(lin)(lin)(lin)酰化(hua),改善(shan)阻(zu)燃(ran)(ran)(ran)作(zuo)用,其中(zhong)包括緩沖強力的(de)(de)損失,改善(shan)耐洗性,提高(gao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)素(su)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)磷(lin)(lin)(lin)酰化(hua)速率(lv),而(er)且可(ke)以較(jiao)低的(de)(de)含(han)磷(lin)(lin)(lin)量達到滿意的(de)(de)阻(zu)燃(ran)(ran)(ran)效(xiao)(xiao)果。一(yi)(yi)般認為磷(lin)(lin)(lin)酸鹽及有機磷(lin)(lin)(lin)化(hua)合(he)(he)物的(de)(de)阻(zu)燃(ran)(ran)(ran)作(zuo)用,是由于它可(ke)與纖(xian)(xian)維(wei)(wei)分(fen)子中(zhong)的(de)(de)羥(qian)基(特別是第(di)六(liu)位碳原子上的(de)(de)羥(qian)基)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)酯(zhi),阻(zu)止左旋葡萄糖的(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。并(bing)且進(jin)一(yi)(yi)步使(shi)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)素(su)脫(tuo)水(shui),生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)不(bu)飽和雙(shuang)鍵,促進(jin)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)素(su)分(fen)子形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)交聯,增加碳狀(zhuang)物的(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。