阻燃劑的分類及其機(jī)理

1、化工1202 1阻燃劑分類及機(jī)理介紹講述人：徐曦vOutline 2_ F 阻燃綜述阻燃綜述F 常用阻燃劑類別常用阻燃劑類別F 阻燃劑機(jī)理阻燃劑機(jī)理v阻燃劑阻燃劑 3_ 又稱難燃劑，耐火劑或防火劑：賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑。主要適用于有阻燃需求的塑料，延遲或防止塑料尤其是高分子類塑料的燃燒。使其點(diǎn)燃時(shí)間增長，點(diǎn)燃自熄，難以點(diǎn)燃。 v阻燃劑分類阻燃劑分類4_ 按所含阻燃元素分 分為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、磷鹵系阻燃劑、磷氮系阻燃劑等幾類。 鹵系阻燃劑在熱解過程中，分解出捕獲傳遞燃燒自由基的X及HX，HX能稀釋可燃物裂解時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，隔斷可燃?xì)怏w與空氣接觸。 磷系阻燃劑在燃

2、燒過程中產(chǎn)生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脫水炭化，阻止或減少可燃?xì)怏w產(chǎn)生。 氮系阻燃劑中，氮的化合物和可燃物作用，促進(jìn)交鏈成炭，降低可燃物的分解溫度，產(chǎn)生的不燃?xì)怏w，起到稀釋可燃?xì)怏w的作用。 磷鹵系阻燃劑、磷氮系阻燃劑主要是通過磷鹵、磷氮協(xié)同效應(yīng)作用達(dá)到阻燃目的，具有磷鹵、磷氮的雙重效應(yīng)，效果較好。v阻燃劑分類阻燃劑分類 5_ 溴系高效v阻燃劑分類阻燃劑分類 6_ 按組分的不同分 可分為無機(jī)鹽類阻燃劑、有機(jī)阻燃劑和有機(jī)、無機(jī)混合阻燃劑三種。 無機(jī)阻燃劑是目前使用最多的一類，主要組分是無機(jī)物，應(yīng)用產(chǎn)品主要有氫氧化鋁、氫氧化鎂、磷酸一銨、磷酸二銨、氯化銨、硼酸等。 有機(jī)阻燃劑的主要組分為有機(jī)物，主要

3、產(chǎn)品有鹵系、磷酸酯、鹵代磷酸酯等。還有部分有機(jī)阻燃劑用于紡織織物的耐久性阻燃整理，如六溴水散體、十溴三氧化二銻阻燃體系，具有較好耐洗滌的阻燃性能。 有機(jī)、無機(jī)混合阻燃劑是無機(jī)鹽類阻燃劑的改良產(chǎn)品，主要用非水溶性的有機(jī)磷酸酯的水乳液，部分代替無機(jī)鹽類阻燃劑。 另：在三大類阻燃劑中，無機(jī)阻燃劑具有無毒、無害、無煙、無鹵的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類領(lǐng)域，需求量總量一半以上。v阻燃劑分類阻燃劑分類7_ v阻燃劑分類阻燃劑分類 8_ 按使用方法分 分為添加型和反應(yīng)型 添加型阻燃劑主要是通過在可燃物中添加阻燃劑發(fā)揮阻燃劑的作用。 反應(yīng)型阻燃劑則是通過化學(xué)反應(yīng)在高分子材料中引入阻燃基團(tuán)。 另：在阻燃劑類型中，添加

4、型阻燃劑占主導(dǎo)地位，使用的范圍比較廣，約占阻燃劑的85，反應(yīng)型阻燃劑僅占15。v阻燃劑分類阻燃劑分類 9_ 非鹵素阻燃劑中紅磷是一種較好的阻燃劑，具有添加量少、非鹵素阻燃劑中紅磷是一種較好的阻燃劑，具有添加量少、阻燃效率高、低煙、低毒等優(yōu)點(diǎn)；紅磷與氫氧化鋁、膨脹性石墨阻燃效率高、低煙、低毒等優(yōu)點(diǎn)；紅磷與氫氧化鋁、膨脹性石墨等無機(jī)阻燃劑復(fù)配使用，可使用阻燃劑量大幅降低，改善塑料制等無機(jī)阻燃劑復(fù)配使用，可使用阻燃劑量大幅降低，改善塑料制品的加工性能和物理機(jī)械性能。但普通紅磷在空氣中易氧化、吸品的加工性能和物理機(jī)械性能。但普通紅磷在空氣中易氧化、吸濕，易引起粉塵爆炸，與高分子材料相溶性差等缺陷，應(yīng)用

5、范圍濕，易引起粉塵爆炸，與高分子材料相溶性差等缺陷，應(yīng)用范圍受限。為彌補(bǔ)這不足，采用先進(jìn)的微膠囊包覆工藝，使之成為微受限。為彌補(bǔ)這不足，采用先進(jìn)的微膠囊包覆工藝，使之成為微膠囊化紅磷，并具有高效，低煙，在加工中不產(chǎn)生有毒氣體，其膠囊化紅磷，并具有高效，低煙，在加工中不產(chǎn)生有毒氣體，其分散性、物理、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及阻燃性能均有提高和改善。分散性、物理、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及阻燃性能均有提高和改善。紅磷白磷v阻燃機(jī)理阻燃機(jī)理 10_ 阻燃，其實(shí)質(zhì)是延緩、抑制燃燒的傳播和減少熱引燃出現(xiàn)的概率，是一種從根本上抑制、消除失控燃燒的技術(shù) 吸熱作用 覆蓋作用 抑制鏈反應(yīng) 不燃?xì)怏w窒息作用 v阻燃機(jī)理阻燃機(jī)

6、理 吸熱作用 11_ 任何燃燒在較短時(shí)間所放出熱量是有限的，若能在較短的時(shí)間吸收火源所放出的一部分熱量，則火焰溫度降低，輻射到燃燒表面和作用于將已經(jīng)氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會減少，燃燒得到一定程度抑制。在高溫條件下，阻燃劑發(fā)生了強(qiáng)烈吸熱反應(yīng)，吸收燃燒放出的部分熱量，降低可燃物表面的溫度，有效地抑制可燃性氣體的生成，阻止燃燒的蔓延。Al（OH）3阻燃劑的阻燃機(jī)理就是通過提高聚合物的熱容，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。這類阻燃劑充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸汽時(shí)大量吸熱的特性，提高其自身的阻燃能力。v阻燃機(jī)理阻燃機(jī)理 覆蓋作用12_ 在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫

7、下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層，隔絕氧氣，具有隔熱、隔氧、阻止可燃?xì)怏w向外逸出的作用，達(dá)到阻燃目的。如有機(jī)阻磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程v阻燃機(jī)理阻燃機(jī)理 抑制鏈反應(yīng)抑制鏈反應(yīng)13_ 根據(jù)燃燒的鏈反應(yīng)理論，維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區(qū)，捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑，它的蒸發(fā)溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當(dāng)聚合物受熱分解時(shí)，阻燃劑也同時(shí)揮發(fā)出來。此時(shí)含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時(shí)處于氣相燃燒區(qū)，鹵素便能夠捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。v阻燃機(jī)理