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6大效應,3大阻燃機理,帶你了解阻燃劑是怎么工作的!

2021-11-10 已有262人瀏覽 皖燃科技

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聚合物的燃燒是一個非常激烈復雜的熱氧化反應,具有冒發濃煙或熾烈火焰的特征。


阻燃劑是一類能夠阻止塑料引燃或抑制火焰傳播的助劑。 阻燃劑的阻燃作用就是在聚合物材料的燃燒過程中能阻止或抑制其物理或化學變化的速度。具體說來,阻燃作用主要體現在以下幾個方面。


阻燃劑在聚合物燃燒過程中的阻燃效應


阻燃劑阻燃--吸熱效應


吸熱效應的作用是使高聚物材料的溫度上升發生困難。


例如,硼砂具有10個分子的結晶水,由于釋放出結晶水要奪取141.8kJ/mol的熱量,因其吸熱使材料的溫度上升受到了抑制,從而產生阻燃效果。


阻燃劑阻燃--覆蓋效應


其作用是在較高溫度下生成穩定的覆蓋層,或分解生成泡沫狀物質,覆蓋于高聚物材料的表面,使燃燒產生的熱量難以傳入材料內部,使高聚物材料因熱分解而生成的可燃性氣體難以逸出,并對材料起隔絕空氣的作用,從而抑制材料裂解,達到阻燃的效果。


阻燃劑阻燃--稀釋效應


此類物質在受熱分解時能夠產生大量的不燃性氣體,使高聚物材料所產生的可燃性氣體和空氣中氧氣被稀釋而達不到可燃的濃度范圍。


阻燃劑阻燃--轉移效應


其作用是改變高聚物材料熱分解的模式,從而抑制可燃性氣體的產生。


阻燃劑阻燃--抑制效應


捕捉燃燒反應的活性中間體HO·、H·等,抑制自由基連鎖反應,使燃燒速度降低直至火焰熄滅。


阻燃劑阻燃--增強效應

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有些材料若單獨使用并無阻燃效果或阻燃效果不大,多種材料并用就可起到增強阻燃的效果,如三氧化二銻和鹵素化合物并用。


阻燃劑在聚合物燃燒過程中的阻燃機理


阻燃機理--氣相阻燃機理


氣相阻燃系統指在氣相中使燃燒中斷或延緩鏈式燃燒反應的阻燃作用。氣相阻燃主要包括:


1. 阻燃材料受熱或燃燒時能產生自由基抑制劑,從而使燃燒鏈式反應中斷。


2. 阻燃材料受熱或燃燒時生成細微粒子,它們能促進自由基相互結合以中止鏈式燃燒反應。


3. 阻燃材料受熱或燃燒時釋放出大量的惰性氣體或高密度蒸汽。


阻燃機理--凝聚相阻燃機理


凝聚相阻燃指在凝聚相中延緩或中斷阻燃材料熱分解而產生的阻燃作用。凝聚相阻燃主要包括:


1. 阻燃劑在凝聚相中延緩或阻止可產生可燃氣體和自由基的熱分解。


2. 阻燃材料中比熱容較大的無機填料,通過蓄熱和導熱使材料不易達到熱分解溫度。


3. 阻燃劑受熱分解吸熱,使阻燃材料溫升減緩或中止。


4. 阻燃材料燃燒時在其表面生成多孔炭層,此層難燃、隔熱、隔氧,又可阻止可燃氣進入燃燒氣相。


阻燃機理--中斷熱交換阻燃機理


中斷熱交換阻燃機理指將阻燃材料燃燒產生的部分熱量帶走,致使材料不能維持熱分解溫度,因而不能維持產生可燃氣體,于是燃燒自熄。


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