目前市場上的
阻燃材料有
添加型阻燃材料和
本質(zhì)阻燃材料兩大類,前者在聚合物基體中 加入阻燃劑從而達到阻燃，后者是由與聚合物本身分子結(jié)構(gòu)或組成的原因【1】 。但
本質(zhì)阻燃材料一般價格昂貴,不利于大范圍使用,所以目前市場上主要使用的是添加型阻燃材料。含鹵體系阻燃劑雖具有優(yōu)良的阻燃性能，但燃燒時釋放出大量煙氣和有毒或腐蝕性的鹵化氫,易造成“二次污染”和臭氧層破壞。新一代阻燃劑要求提高材料抗燃性的同時,還應(yīng)當(dāng)高效、低毒,與被阻燃材料相容性好,不易遷移,具有足夠的熱穩(wěn)定性,不惡化基材性能,對紫外線及光穩(wěn)定性優(yōu)良,且價格適中。因此各國都在積極開發(fā)無鹵、高效、材料綜合性能優(yōu)良的新型阻燃技術(shù)。
1.
橡膠的阻燃機理 在聚合物燃燒過程中,阻燃劑的阻燃機理一般有以下三種 ：
（1）氣相阻燃機理 氣相阻燃是指在氣相中使燃燒中斷或延緩鏈式燃燒反應(yīng)的阻燃作用。氣相阻燃的特點為：在材料燃燒過程中,從材料基體中釋放出阻燃元素；基體本身結(jié)構(gòu)與火焰的阻燃無關(guān)；阻燃環(huán)境對阻燃性能的影響很大,燃燒情況將隨著氧化劑的改變而改變；基體熱分解最終產(chǎn)物的成分不隨阻燃劑的改變而改變。 能夠?qū)崿F(xiàn)氣相阻燃的手段有以下幾種。在受熱或燃燒時,阻燃劑可以放出活性氣體化合物,該氣體化合物能使燃燒鏈反應(yīng)中斷,從而抑制火焰的形成或自由基產(chǎn)生；在受熱或燃燒時,阻燃劑能夠生成細微的煙粒子,該粒子能夠加快燃燒中所產(chǎn)生的自由基間的相互作用,進而使鏈反應(yīng)終止；在受熱或燃燒時,阻燃劑可以釋放出大量的惰性氣體,從而稀釋氣態(tài)可燃物和氧氣的濃度,使可燃氣體的溫度降低至燃點以下,阻止燃燒；在受熱或燃燒時,阻燃劑釋放出重質(zhì)蒸汽,重質(zhì)蒸汽覆蓋在聚合物表面,而隔絕氧氣,使燃燒窒息。
（2）凝聚相阻燃機理 凝聚相阻燃機理也叫做固相阻燃機理,其過程為阻止聚合物熱分解和釋放出不可燃性氣體來達到阻燃目的。其作用特點有，所選阻燃劑可促進炭化層的形成，阻燃元素留存在燃燒殘渣中，所選基體材料與阻燃性能有密切的關(guān)系，阻燃劑能夠改變基體材料熱分解產(chǎn)物的成分，環(huán)境對阻燃性能影響不大。 實現(xiàn)凝聚相阻燃的方法有：在固相中,阻燃劑可以延緩或終止聚合物熱分解所生成的自由基和可燃性氣體；添加比熱容較大的各種無機填料,達到儲存熱和導(dǎo)熱的作用,阻止聚合物溫度升高,使聚合物難以達到熱分解的溫度,而不產(chǎn)生可燃氣體；添加可受熱分解的阻燃劑,從而使聚合物處于低溫狀態(tài)而不能熱分解；阻燃劑通過燃燒可在在聚合物表面形成保護炭層,該炭層能夠使聚合物隔熱、隔氧,并阻止聚合物分解放出的可燃氣體再次進入燃燒氣相
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（3）中斷熱交換阻燃機理
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中斷熱交換阻燃機理是指阻燃劑加入聚合物后,能夠帶走聚合物燃燒時產(chǎn)生的部分熱量,而不能反饋到聚合物上,使聚合物溫度降低,不能維持熱分解狀態(tài),進而使燃燒中斷"比如,當(dāng)材料受熱或燃燒熔化時,熔融材料如塑料等易滴落,帶走大量的熱,從而使反饋到本體材料上的熱量減少了,延緩了燃燒,最后可能導(dǎo)致燃燒中止。因此,熔融材料的可燃性一般都較低,但是滴落的灼熱液滴有引燃其他物質(zhì)的可能,從而增大了火災(zāi)的危險性。總而言之,聚合物的燃燒過程和阻燃過程都是異常復(fù)雜的過程,阻燃過程往往同時涉及上述多個機理。
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