無(wú)機(jī)阻燃劑的阻燃機(jī)理

??????? 無(wú)機(jī)阻燃劑包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、膨脹石墨、硼酸鹽、草酸鋁和硫化鋅為基的阻燃劑。氫氧化鎂和氫氧化鋁是無(wú)機(jī)阻然劑的主要種類，兩者具備不含毒性和低煙等特性。因?yàn)槭芊纸夥磻?yīng)吸取很多燃燒區(qū)的熱能，使燃燒區(qū)的溫度下降到燃燒臨界溫度以內(nèi)燃燒自熄，分解后形成的金屬氧化物大部分熔點(diǎn)高、耐熱穩(wěn)定性好、覆蓋于燃燒固相表面阻攔熱傳遞和輻射熱，因而起著阻燃功能。此外分解形成很多的水蒸氣，可稀釋易燃?xì)怏w，也起著阻燃功能。

? ? ? ? 水合氧化鋁有耐熱穩(wěn)定性好，在300℃下加熱2h可轉(zhuǎn)變?yōu)锳lO(OH)，與火焰接觸后不能形成有毒的氣體，并能中和聚合物熱解時(shí)釋放的酸性氣體，發(fā)煙量少，價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，因而它成了無(wú)機(jī)阻燃劑中的主要種類。水合氧化鋁遇熱釋放化學(xué)上結(jié)合的水，吸取燃燒熱能，下降燃燒溫度。在起到阻燃功能時(shí)，主要是二個(gè)結(jié)晶水起功能，此外，失水物質(zhì)為活性氧化鋁，能推動(dòng)許多聚合物在燃燒時(shí)稠環(huán)碳化，因而具備凝聚相阻燃功能。從該原理得知采用水合氧化鋁作阻燃劑，添加量應(yīng)比較大。鎂元素阻燃劑主要的種類為氫氧化鎂，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外正開(kāi)發(fā)的一種阻燃劑，它在340℃前后逐漸實(shí)現(xiàn)遇熱分解反應(yīng)產(chǎn)生氧化鎂，在423℃下失重達(dá)最高值，490℃下分解反應(yīng)停止。從量熱法獲知，其反應(yīng)吸取大量的熱量(44。8KJ/mol)，產(chǎn)生的水也吸取大量的熱量，下降溫度，實(shí)現(xiàn)阻燃性。氫氧化鎂的耐熱穩(wěn)定性和抑煙水平都比水合氧化鋁好，但因?yàn)闅溲趸V的表層極性大，與有機(jī)物相溶性差，因此 必須通過(guò)表面處理后才可以做為有效的阻燃劑。另外，它的熱分解溫度較高，適合熱固性材料等分解溫度較高的聚合物的阻燃性。

? ? ? ? 在高溫下，可膨脹石墨中的嵌入層遇熱易分解，產(chǎn)生的氣體使石墨的層間距快速擴(kuò)張到原先的數(shù)十倍至一百倍。當(dāng)可膨脹石墨與高聚物混和時(shí)，在火焰的功能下，可在高聚物表層產(chǎn)生堅(jiān)硬的炭層，進(jìn)而起著阻燃性功能。硼酸鹽阻燃劑有硼砂、硼酸和硼酸鋅。目前 主要的采用的是硼酸鋅。硼酸鋅在300℃逐漸釋放結(jié)晶水，在鹵素化合物的功能下，產(chǎn)生鹵化硼、鹵化鋅，控制和捕捉游離的羥基，阻攔燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；另外產(chǎn)生固相覆蓋層，阻隔四周的氧氣，阻攔火焰持續(xù)燃燒并具備抑煙功能。硼酸鋅可以單獨(dú)采用，也可與其它阻燃劑復(fù)配采用。目前 ，主要的商品有細(xì)粒硼酸鋅、耐高溫硼酸鋅、無(wú)水硼酸鋅和高水硼酸鋅。草酸鋁是氫氧化鋁衍生的結(jié)晶狀物質(zhì)，堿成分低。含有草酸鋁的高聚物燃燒時(shí)，釋放H20，CO及CO2，而不產(chǎn)生腐蝕性氣體，草酸鋁還能下降煙密度和生煙速率。因?yàn)椴菟徜X的堿成分低，因此 用其阻燃性的電線、電纜的包覆料時(shí)，不功能材料的電氣特性。

? ? ? ?目前 已研發(fā)的5種以硫化鋅為基的阻燃劑，這當(dāng)中4種適用于硬質(zhì)PVC塑料，另一種可適用于軟質(zhì)PVC塑料，聚烯徑和尼龍。這類阻燃劑可提升材料的耐老化特性，且與玻纖有好的相溶性和提升聚烯烴的耐熱穩(wěn)定性。

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