入門-阻燃改性的基本原理

                                  2017-10-27  來自: 山東秀誠化工有限公司 瀏覽次數:693

                                  文章附圖

                                    一、塑料的燃燒過程


                                    要弄清塑料阻燃的原理,首先要了解塑料的燃燒過程。


                                    塑料的燃燒過程是一個極其復雜的熱氧化反應,導致燃燒的基本要素為熱、氧和可燃氣體。


                                  阻燃塑料測試


                                    一般認為,塑料的燃燒經歷了如下三個階段。


                                    第一階段,熱引發過程。來自外部的熱源或火源的熱量導致塑料發生相太變化(即從固態轉化為液態)和化學變化。


                                    第二階段,熱降解過程。這一過程為吸熱反應,當塑料吸收的熱量足以克服分子內原子間某些弱小鍵能時,塑料開始發生降解反應。這種反應的實質是在空氣中氧存在下的一種自由基鏈式反應,反應的結果產生氣相可燃物體如各種單體易燃烴類等。


                                    第三階段,引燃過程。當第二階段熱降解反應生成可燃物的濃度達到著火極限后,與大氣中的氧氣相遇。


                                    二、阻燃機理


                                    塑料中按一定比例加入阻燃劑,可使氧指數增大,阻燃效果明顯。當然,氧指數只是表示材料可燃性和阻燃劑的阻燃性,還應采用一系列的參量,如熱自燃臨界參量、熱點燃能量、熱自燃溫度等。一般說來,含有阻燃劑的塑料在燃燒時,阻燃劑是在不同反應區域內(氣相、*凝聚相)多方面起作用的。對于不同材料,阻燃劑的作用也可能不同。


                                    阻燃劑的作用機理比較復雜。但其目的總是以物理和化學的途徑來切斷燃燒循環。阻燃劑對燃燒反應的影響表現在如下幾方面:


                                    (1)位于凝聚相內的阻燃劑吸熱分解,從而使凝聚相內的相對溫度減慢上升,以延緩塑料的熱分解溫度,利用阻燃劑熱分解時生成的不燃性氣體的氣化熱來降低溫度。


                                    (2)阻燃劑受熱分解,釋放出捕獲燃燒反應中的·OH(羥基)自由基的阻燃劑,使按自由基鏈式反應進行的燃燒過程終止鏈鎖反應。


                                    (3)在熱作用下,阻燃劑出現吸熱相變,阻止凝聚相內溫度的升高,使燃燒反應變慢直至停止。


                                    (4)催化凝聚相熱分解,產生固相產物(焦化層)或泡沫層,阻礙熱傳遞作用。這使凝聚相溫度保持在較低水平,導致作為氣相反應原料(可燃性氣體分解產物)的形成速度降低。


                                  阻燃劑


                                    總之,阻燃劑的作用能綜合地使燃燒反應的速度變慢,或者使反應的引發(熱自燃)變得困難,從而達到抑制、減輕火災危害的目的。

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