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塑料改性 如何做到阻燃

2017-02-09

在较多的场合,要求材料有阻燃性,比较常用 的场合是电子电器,汽车行业 也有阻燃要求,但一般较低。随着塑料在建筑、家具、交通、航空、航天、电器等方 面的广泛应用,提高塑料 的阻燃性已成为十分迫切的课题。
据悉,大多数塑料具可燃性,而通过加 入阻燃剂实现可以阻燃。
 
阻燃剂:又称难燃剂,耐火剂或防火剂,赋予易燃 聚合物难燃性的功能性助剂;它们大多 是元素周期表中第ⅤA(磷)、ⅦA(溴、氯)和ⅢA(锑、铝)族元素的化合物。其具有抑 烟作用的钼化合物、锡化合物 和铁化合物等亦属阻燃剂的范畴,主要适用 于有阻燃需求的塑料,延迟或防 止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧,还可以使 其点燃时间增长,点燃自熄,难以点燃。
 
阻燃原理
1)吸热作用
任何燃烧 在较短的时间所放出的热量是有限的,如果能在 较短的时间吸收火源所放出的一部分热量,那么火焰 温度就会降低,辐射到燃 烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少,燃烧反应 就会得到一定程度的抑制。
 
在高温条件下,阻燃剂发 生了强烈的吸热反应,吸收燃烧 放出的部分热量,降低可燃 物表面的温度,有效地抑 制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的 阻燃机理就是通过提高聚合物的热容,使其在达 到热分解温度前吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。这类阻燃 剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性,提高其自 身的阻燃能力。
 
2)覆盖作用
在可燃材 料中加入阻燃剂后,阻燃剂在 高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,隔绝氧气,具有隔热、隔氧、阻止可燃 气体向外逸出的作用,从而达到阻燃目的。
 
如有机阻 磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的 形成一方面能阻止聚合物进一步热解,另一方面 能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
 
3)抑制链反应
根据燃烧 的链反应理论,维持燃烧 所需的是自由基。阻燃剂可 作用于气相燃烧区,捕捉燃烧 反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区 的火焰密度下降,最终使燃 烧反应速度下降直至终止。
 
如含卤阻燃剂,它的蒸发 温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也 同时挥发出来。此时含卤 阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧 反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区 的火焰密度下降,最终使燃 烧反应速度下降直至终止。
 
4)不燃气体窒息作用
阻燃剂受 热时分解出不燃气体,将可燃物 分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对 燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用,阻止燃烧的继续进行,达到阻燃的作用。
 
塑料阻燃等级
可燃性UL94等级——是应用最 广泛的塑料材料可燃性能标准。它用来评 价材料在被点燃后熄灭的能力。根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴能力 以及滴珠是否燃烧可有多种评判方法。
塑料阻燃等级:由HB,V-2,V-1,V-0,5VB向5VA逐级递增。
HB:UL94标准中最 低的阻燃等级。
V-2,V-1,V-0,5VB,5VA阻燃标准。
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