理论教育 建筑装饰材料中的阻燃剂及其作用机理

建筑装饰材料中的阻燃剂及其作用机理

时间:2023-09-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2.24阻燃剂添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入聚合物中,使聚合物具有阻燃性,目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂,卤系阻燃剂和非卤系阻燃剂。反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应,因此是聚合物本身含有阻燃成分的,其优点是对聚合物材料使用性能影响较小,阻燃性持久。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。

建筑装饰材料中的阻燃剂及其作用机理

阻燃剂(图2.24),是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂,主要针对高分子材料的阻燃而设计。阻燃剂有多种类型,按使用方法分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。

图2.24 阻燃剂

添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入聚合物中,使聚合物具有阻燃性,目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂,卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)和非卤系阻燃剂。有机阻燃剂包括溴系、磷氮系、氮系和红磷及其化合物等阻燃剂,无机阻燃剂主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝,硅系等阻燃剂体系。

反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应,因此是聚合物本身含有阻燃成分的,其优点是对聚合物材料使用性能影响较小,阻燃性持久。

阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的,如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。

(1)吸热作用

在高温条件下,阻燃剂会发生强烈的吸热反应,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。这类阻燃剂可充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性,提高其自身的阻燃能力。(www.daowen.com)

(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,其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,干扰燃烧链反应进行。

(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。

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