聚氨酯中磷系阻燃劑的應用研究
發布者：宏泰基 發布于：2020/8/7 14:40:08 點擊率：2399
隨著工業的全面發展，磷系
阻燃劑得到了廣泛的應用，在工業生產中起到了良好的作用。可以說，聚氨酯材料有著強大的優勢，自身力學性能好，整體耐磨強度大、抗撕裂能力強，在實際應用中占據重要的地位。聚氨酯材料復配、改性是當前重點研究的課題，根據研究的方向不同，全面總結出其優異的性能特點，這種材料穩定性強，自身能夠保持優異性能，同時，各組分性能也能夠在使用過程中達到相互補充、相互關聯的效果，全面實現復合效應。聚氨酯氧指數較低，對氧的敏感較強，通過測算，其指數只是14%～16%，這樣的燃點很容易與空氣發生反應，操作不當則會被點燃，同時，其燃燒速度非常快速、猛烈，很難快速進行撲滅，而在各類生產中，需要使用不同的聚氨酯，為了全面保證安全，就需要在使用過程中做好安全性處理，全面達到阻燃性能，而磷系阻燃劑與無機化合物阻燃劑是當前最為普遍應用的成分，整體添加量較少、阻燃效果好，在實際應用中起到了重要的作用。以往應用的鹵素阻燃劑，其使用環境要求高，應用時會產生有毒物質，對環境造成嚴重的污染，而通過磷系阻燃劑與無機化合物阻燃劑的使用，則會呈現更加安全可靠的阻燃聚合物，其應用前景更加廣闊。
1、磷系
阻燃劑阻燃機理
聚氨酯的成分主要是碳，這種結構不夠穩定，其有機高分子聚合物泡沫體積非常大、傳熱系數并不高，同時，在空氣中還易發生燃燒的情況，使用過程極其不安全，其燃燒過程中，會不斷向外輻射熱量，使火焰范圍加寬，燃燒過程會對周圍空氣產生污染，釋放大量HCN、CO等有毒物質，在使用中整體效果并不好。磷系化合物的使用，全面提高了整體性能，作為高效阻燃劑在實際應用中有著重要的作用，在聚氨酯燃燒時，能夠全面凝聚相和氣相，通過全面的融合，有效發揮出自身的性能優勢，其機理表現，主要從溫度、可燃物、氧氣和自由基鏈式反應等方面進行分析，通過四個燃燒要素的解釋，進一步明確機理。一是磷系化合物很容易出現熱分解，通過一定的時間分解就能夠促使聚氨酯定向產生碳，全面提高焦炭產出比。分解出來的磷酸衍生物吸收聚氨酯燃燒產生出來的部分熱能。二是磷系化合物熱分解進行的過程中，產生水分，進一步降低凝聚相溫度，對可燃氣體和劇毒氰化氫氣體進行稀釋，確保整體濃度下降到一定安全水平。三是磷系化合物熱分解可以產生磷酸，通過這層物質，可以形成玻璃態熔融物，這樣，就能夠全面的附著在聚氨酯表皮，使物質阻隔，通過全面的阻隔，對可燃揮發成分進行有效釋放，再繼續加熱后，大部分的水分就會蒸發，產生磷酸脫水偏磷酸聚合反應，偏磷酸起到了強烈的脫水碳化功能。四是磷系化合物熱分解過程中，還能夠有效釋放活性物質，通過物質氣相捕獲聚氨酯氧和氫自由基，使放熱中斷，進一步控制聚氨酯快速燃燒，保證了整體效果。
反應
阻燃劑分布更加均勻，具有一定的優勢，通過反應，能夠保證相容性，解決了物質在反應過程中的不融合，保證了更高的效率的更長阻燃。這種方法成本費用大，生產過程復雜，在市場中的應用并不普遍。一是聚氨酯軟段中結合磷。
聚氨酯軟段在70%時，磷系化合物反應基團就會產生。要想全面達到理想的阻燃效果，就會通過相關的操作做好含磷片段聚合作用釋放，保證接枝軟段聚氨酯擁有量更多，確保磷元素完整性。使用9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物合成含磷中間體，再和二元酸醇縮聚，形成反應，生成含磷阻燃熱塑性聚氨酯彈性體，那么，我們對測試的結果進行熱重分析，如果磷含量1%時，LOI值38%，殘炭率45.9%。二是聚氨酯硬段中結合磷。甲基膦酸二甲酯和1,4-丁二醇（BDO）合成含磷二醇，制備含磷水性聚氨酯（WPU）液，那么結果分析認為，含磷二醇親水性好，WPU膠膜阻燃性好。
磷化合物是當前應用最為廣泛的聚氨酯阻燃劑，在使用過程中，全面顯示自身的優勢，不論是使用還是操作，均有著的效果，能夠全面取代無鹵添加劑。只有全面解決酸性侵蝕、化合物羥基化、致癌因素等問題，才能進一步發揮磷系阻燃劑作用，推動工業生產發展。
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