行业新闻

◆ 环保阻燃剂研究和应用进展

  1前言

    2003年2月,在韩国大邱市发生的地铁纵火案死伤数百人。专家在进行事故分析时指出,造成这一惨重后果的一个重要原因就是灾难发生时,在现场使用的各种未经阻燃处理的材料燃烧释放的大量有毒气体,使人们在短时间内很快窒息死亡。如果地铁和车站使用的材料预先进行了防火阻燃处理,火灾引起的后果会小得多。

    阻燃科学的快速发展是在20世纪中期以后。随着现代化学工业的迅速发展,有机合成高分子材料获得广泛应用,但其有一个致命的弱点,就是其可燃性和易燃性,这在一定程度上限制了它的应用。如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、有机玻璃、聚甲醛等都是典型的易燃材料,当这些材料被应用于电缆、电器、建筑、煤矿、航空等行业的某些特殊领域时,就必须进行阻燃处理。随着科学技术的进步,新的高分子材料还将不断地涌现,现有的高分子材料的应用领域也还在不断地扩大,这些都对阻燃科学提出更高要求。

    目前己应用的阻燃剂按元素可分为卤系、磷系、氮系、硼系和硅系阻燃剂。除了按元素分类外,阻燃剂还可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂,卤系阻燃剂和非卤阻燃剂,通用阻燃剂、工程塑料专用阻燃剂、天然高分子材料专用阻燃剂和抑烟型阻燃剂,小分子型阻燃剂和大分子型阻燃剂等。

    阻燃剂行业近年来发展较快,产量己上升至塑料助剂行业的第二位[1],仅次于增塑剂。阻燃剂在某些元素行业中占有较大的比重,如溴系阻燃剂在溴素行业中就至少占据了半壁江山。

    卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一,以其高的阻燃效率以及与高分子材料的良好相容性,在社会生产中得到广泛应用。但在近几年的火灾统计中,含卤阻燃材料在燃烧时产生较多的烟雾和有毒、腐蚀性的气体,且气体的扩散速度远大于火焰,从而造成严重的“二次灾害”。近年来,在电缆塑料包皮中,美、英、德、法等国家已明令禁止使用卤素系阻燃剂。因此随着高分子材料阻燃技术的发展和应用领域的拓展,新型无卤环保型阻燃剂和阻燃技术的应用研究日益受到关注。

    2阻燃剂的阻燃机理

    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[2]。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。

    2.1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,

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