阻燃劑的(de)成分構成及(ji)阻(zu)燃機理(li)。
阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)的種(zhong)類有(you)(you)很(hen)多,按成(cheng)分(fen)大體可(ke)以分(fen)成(cheng)有(you)(you)機(ji)(ji)阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)無機(ji)(ji)阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)兩類。其中有(you)(you)機(ji)(ji)阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)包括鹵系阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)、磷-氮(dan)型阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)、有(you)(you)機(ji)(ji)磷系阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)、有(you)(you)機(ji)(ji)硅系阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)等。我(wo)們就阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃劑(ji)(ji)(ji)(ji)的阻(zu)(zu)(zu)(zu)燃機(ji)(ji)理(li)選取幾類進行介紹。
鹵(lu)系阻燃(ran)(ran)(ran)劑(ji)是有機(ji)阻燃(ran)(ran)(ran)劑(ji)中一(yi)個重要成員,它的(de)主要成分是鹵(lu)素(su)有機(ji)物。在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫條件下(xia)高(gao)分子降解(jie)產生的(de)自由(you)基是維持有機(ji)物燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)的(de)因素(su),而(er)(er)鹵(lu)系阻燃(ran)(ran)(ran)劑(ji)在(zai)(zai)(zai)受熱分解(jie)時產生的(de)鹵(lu)化氫(HX)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)可以(yi)捕捉自由(you)基,從(cong)而(er)(er)達(da)到阻止火(huo)焰擴散的(de)目的(de)。此(ci)外,鹵(lu)化氫本(ben)身(shen)不能燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)而(er)(er)且密度比空氣(qi)(qi)(qi)(qi)大,在(zai)(zai)(zai)高(gao)分子材料表面形成一(yi)層氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)屏障(zhang),阻隔(ge)高(gao)分子材料與氧氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)接觸。
磷(lin)-氮型阻燃(ran)劑(ji)以磷(lin)、氮為主要元素。這類(lei)阻燃(ran)劑(ji)又稱(cheng)為膨(peng)脹(zhang)(zhang)型阻燃(ran)劑(ji),原因是這類(lei)阻燃(ran)劑(ji)在受(shou)熱(re)時,表面(mian)能(neng)夠生(sheng)產一(yi)層(ceng)均勻(yun)的碳(tan)(tan)(tan)質(zhi)泡(pao)(pao)沫(mo)層(ceng),起到隔離熱(re)、氧(yang)的作(zuo)用(yong)。膨(peng)脹(zhang)(zhang)型阻燃(ran)體系一(yi)般由酸(suan)源(yuan)(脫(tuo)水(shui)(shui)劑(ji)),碳(tan)(tan)(tan)源(yuan)(成炭劑(ji))和(he)(he)氣(qi)源(yuan)(氮源(yuan)、發泡(pao)(pao)源(yuan))三個部分組(zu)成。受(shou)熱(re)后(hou),由酸(suan)源(yuan)放出能(neng)酯(zhi)化(hua)(hua)多元醇和(he)(he)可作(zuo)為脫(tuo)水(shui)(shui)劑(ji)的無(wu)機酸(suan); 溫(wen)度進(jin)一(yi)步升(sheng)高,無(wu)機酸(suan)與多元醇(碳(tan)(tan)(tan)源(yuan))發生(sheng)反(fan)應(ying)生(sheng)成酯(zhi)類(lei),并且處于粘(zhan)稠的熔(rong)(rong)融狀(zhuang)態。反(fan)應(ying)過程中(zhong)產生(sheng)的水(shui)(shui)蒸氣(qi)和(he)(he)由氣(qi)源(yuan)產生(sheng)的不燃(ran)性氣(qi)體使已處于熔(rong)(rong)融狀(zhuang)態的體系膨(peng)脹(zhang)(zhang)發泡(pao)(pao),與此同(tong)時,多元醇和(he)(he)酯(zhi)脫(tuo)水(shui)(shui)炭化(hua)(hua),形(xing)成無(wu)機物(wu)及炭殘留物(wu),隨(sui)著溫(wen)度升(sheng)高和(he)(he)反(fan)應(ying)的進(jin)行,體系膠化(hua)(hua)和(he)(he)固化(hua)(hua),后(hou)形(xing)成多孔(kong)的碳(tan)(tan)(tan)質(zhi)泡(pao)(pao)沫(mo)層(ceng)。
無機阻(zu)燃(ran)劑主(zhu)要有(you)可(ke)膨脹(zhang)(zhang)石墨、氫氧化物(wu)、紅磷(lin)(lin)(lin)或(huo)聚磷(lin)(lin)(lin)酸鹽等,一般情況(kuang)下(xia)是幾(ji)種(zhong)不(bu)同無機物(wu)混合使用。在高溫(wen)下(xia),膨脹(zhang)(zhang)石墨迅速膨脹(zhang)(zhang),該高聚物(wu)表面(mian)形成(cheng)堅韌的碳(tan)層(ceng),可(ke)以將可(ke)燃(ran)物(wu)與熱(re)源隔開;氫氧化物(wu)受(shou)熱(re)吸收(shou)大(da)量(liang)熱(re)量(liang)而放(fang)出水蒸氣,稀釋可(ke)燃(ran)氣體(ti),同時(shi)(shi)生(sheng)成(cheng)耐火金屬氧化物(wu);紅磷(lin)(lin)(lin)或(huo)聚磷(lin)(lin)(lin)酸鹽燃(ran)燒(shao)生(sheng)成(cheng)聚偏磷(lin)(lin)(lin)酸玻璃體(ti),可(ke)以覆蓋在燃(ran)燒(shao)體(ti)表面(mian)形成(cheng)保(bao)護膜,同時(shi)(shi)形成(cheng)的磷(lin)(lin)(lin)酸有(you)很強的脫水性,可(ke)以將聚合物(wu)碳(tan)化形成(cheng)碳(tan)隔離(li)層(ceng)。
綜(zong)上(shang)可(ke)以發現,阻燃(ran)劑的作用可(ke)以歸(gui)納為(1)吸收燃(ran)燒所放出(chu)的熱量,(2)釋放不能燃(ran)燒氣體,稀(xi)釋、隔離可(ke)燃(ran)和助燃(ran)氣體,(3)生產(chan)與有機物自(zi)由基其反應的成(cheng)分,(4)形成(cheng)固(gu)體隔離層。