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阻燃剂如何发挥作用

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阻燃剂如何发挥作用

分类:
行业新闻
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来源:
发布时间:
2021/10/20 14:57
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阻燃剂是用于提高分子材料抗燃性,通过提高分子材料着火点,或者降低材料燃烧速度,从而增加救援时间,挽救生命,减少损失。

按结构分,阻燃剂可分为大分子聚合型和小分子类阻燃剂;按照使用方法,可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂;按照材料内是否含有卤素,可分为卤素阻燃剂和无卤阻燃剂。而添加型阻燃剂多用于热塑性高分子材料,与材料中其他组分不发生化学反应,只以物理方式存在于高分子材料中。而反应型阻燃剂则多用于热固性高分子材料,参与合成高分子材料的化学反应,成为高分子材料的结构单元。

添加阻燃剂(左)与未添加阻燃剂(右)电源开关的燃烧对比试验

 

高分子材料遇到明火点燃后,会发生剧烈的氧化反应,释放大量的羟基。由于羟基非常活泼,易与其他物质结合,结合后生成水和其他的有机物。其他的有机物和氧气进一步结合发生分解反应,形成新的有机物。在这一系列循环反应中,燃烧一直持续。

在这一过程中,阻燃剂又是如何发挥作用的?根据燃烧的三大要素——可燃物、助燃物和火源,阻燃剂的阻燃原理可概括为:

1.通过吸收热量达到阻燃,例如无机阻燃剂氢氧化铝高温分解,放出结晶水,结晶水蒸发为水蒸气。此过程会吸收大量的热,降低材料表面的温度,进行阻燃。

2.通过产生不燃气体稀释氧气,减缓燃烧速度,如氢氧化铝阻燃剂,产生的水蒸气能降低材料周围氧气的浓度,抑制火势的蔓延。

3.在材料表面形成密实的覆盖层,隔绝材料与氧气的接触,例如磷系阻燃剂,在高温条件下会变成结构更加稳定的交联状固体物质或碳化层包裹住材料,阻止继续燃烧。

4.捕捉参与燃烧反应的自由基,抑制自由基链式反应,例如溴阻燃剂,高温条件下,高分子材料受热分解时,溴阻燃剂与热分解产物同时进入到气相燃烧区,捕捉气相燃烧区中的自由基,抑制自由基链式反应,从而阻止火焰传播。