阻燃劑,賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑,主要是針對高分子材料的阻燃設(shè)計的;阻燃劑有多種類型,按使用方法分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。添加型阻燃劑是通過機械混合方法加入到聚合物中,使聚合物具有阻燃性的,目前添加型阻燃劑主要有有機阻燃劑和無機阻燃劑,鹵系阻燃劑(有機氯化物和有機溴化物)和非鹵。有機是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑,無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁,硅系等阻燃體系。反應(yīng)型阻燃劑則是作為一種單體參加聚合反應(yīng),因此使聚合物本身含有阻燃成分的,其優(yōu)點是對聚合物材料使用性能影響較小,阻燃性持久。
1、產(chǎn)生一種能悶熄火焰的氣體。如三氧化二銻,它在PVC中遇到因燃燒發(fā)出的HCL時就起反應(yīng)生成一種悶熄性氣體,即銻的氮氧化物。
2.吸收燃燒時產(chǎn)生的熱量,起冷卻減慢燃燒速率的作用。如氫氧化鋁, 它分子中所含化學(xué)締合水的比例高達34%,這種締合水在大多數(shù)塑料的加工溫度下保持穩(wěn)定,但超過200℃時開始分解,釋放出水蒸汽。而且每分解一克分子氫氧化鋁,要吸收36千卡熱量。
3.提供一層與氧氣隔絕的涂層。如磷酸酯類阻燃劑燃燒時生成的磷化物即是隔氧的涂層。
4.生成可與塑料起反應(yīng)的游離基,起阻燃作用。它們與塑料的反應(yīng)產(chǎn)物之燃燒性能極差。
在實際應(yīng)用中,阻燃劑的幾種阻燃效應(yīng)會發(fā)揮協(xié)同作用, 能起到更好的阻燃效果,既節(jié)省了用量,又提高了阻燃效率。聚合物的燃燒是一個非常激烈復(fù)雜的熱氧化反應(yīng),具有冒發(fā)濃煙或熾烈火焰的特征。燃燒的一般過程是在外界熱源的不斷加熱下,聚合物先與空氣中的氧發(fā)生自由基鏈式降解反應(yīng),產(chǎn)生揮發(fā)性可燃物,該物達到一定濃度和溫度時就會著火燃燒起來,燃燒所放出的一部分熱量供給正在降解的聚合物,進一步加劇其降解,產(chǎn)生更多的可燃性氣體,火焰在很短的時間內(nèi)就會迅速蔓延而造成一場大火。它是一類能夠阻止塑料引燃或抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦?/p>
根據(jù)其使用方法可分為添加型和反應(yīng)型兩類,添加型阻燃劑是在塑料的加工過程中摻入塑料中,多用于熱塑性塑料。反應(yīng)型阻燃劑是在聚合物合成過程中作為單體化學(xué)鍵合到聚合物分子鏈上,多用于熱固性塑料,有些反應(yīng)型阻燃劑也可用作添加型阻燃劑。按照化學(xué)結(jié)構(gòu),阻燃劑又可分為無機和有機兩類,在這些化合物中多含有鹵素和磷,有的含有銻、硼、鋁等元素。