阻燃劑又稱難燃劑,耐火劑或防火劑,它是一種賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑;依應用方式分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。根據(jù)組成,添加型阻燃劑主要包括無機阻燃劑、鹵系阻燃劑(有機氯化物和有機溴化物)、磷系阻燃劑(赤磷、磷酸酯及鹵代磷酸酯等)和氮系阻燃劑等。
耐高溫尼龍阻燃劑就屬于阻燃劑的一種。耐高溫尼龍阻燃劑通過若干機理如:吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應、不燃氣體的窒息作用等來達到阻燃目的的。
1、 吸熱作用
任何燃燒在較短的時間所放出的熱量是有限的,如果能在較短的時間吸收火源所放出的一部分熱量,那么火焰溫度就會降低,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,燃燒反應就會得到一定程度的抑制。在高溫條件下,耐高溫尼龍阻燃劑發(fā)生了強烈的吸熱反應,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阻燃劑的阻燃機理就是通過提高聚合物的熱容,使其在達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)揮其結合水蒸汽時大量吸熱的特性,提高其自身的阻燃能力。
2、 覆蓋作用
在可燃材料中加入阻燃劑后,耐高溫尼龍阻燃劑在高溫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、阻止可燃氣體向外逸出的作用,從而達到阻燃目的。如有機阻磷類阻燃劑受熱時能產(chǎn)生結構更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解,另一方面能阻止其內部的熱分解產(chǎn)生物進入氣相參與燃燒過程。
3、 抑制鏈反應
根據(jù)燃燒的鏈反應理論,維持燃燒所需的是自由基。耐高溫尼龍阻燃劑可作用于氣相燃燒區(qū),捕捉燃燒反應中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度下降,終使燃燒反應速度下降直至終止。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,當聚合物受熱分解時,阻燃劑也同時揮發(fā)出來。此時含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時處于氣相燃燒區(qū),鹵素便能夠捕捉燃燒反應中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度下降,終使燃燒反應速度下降直至終止。
4、 不燃氣體窒息作用
耐高溫尼龍阻燃劑受熱時分解出不燃氣體,將可燃物分解出來的可燃氣體的濃度沖淡到燃燒下限以下。同時也對燃燒區(qū)內的氧濃度具有稀釋的作用,阻止燃燒的繼續(xù)進行,達到阻燃的作用。
阻燃劑行業(yè)是法規(guī)推動型產(chǎn)業(yè),也是競爭性產(chǎn)業(yè),因此,國內外相關法律法規(guī)的相繼出臺和逐步完善,影響著整個阻燃行業(yè)的格局,為具有資源優(yōu)勢、規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢和研發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)提供發(fā)展的機會。
我國“十二五”規(guī)劃把阻燃材料納入重點發(fā)展產(chǎn)業(yè),并且組建了綠色阻燃劑產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,為阻燃材料行業(yè)的發(fā)展提供了政策性的平臺。
我國耐高溫尼龍阻燃劑無論是在品種上還是在數(shù)量上都與發(fā)達國家存在差距,開發(fā)前景廣闊,應該提高開發(fā)創(chuàng)新能力,推動阻燃劑工業(yè)朝著環(huán)?;?、低毒化、高效化、多功能化的方向發(fā)展。
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