阻燃剂的作用机理——凯茵化工国产原材料网

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　　阻燃剂的作用机理是比较复杂的,包含有各种因素，但阻燃剂的作用不外乎通过物理途径 和化学途径来达到切断燃烧循环的目的。关于阻燃剂的作用机理，现在还有很多地方不清楚， 但就目前已发表的观点，可以归纳为以下几个方面。

　　(1) 阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物碳化塑料的燃烧是分解燃烧,而通常单质礙 不进行产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧。因此，如能使塑料的热分解迅速进行,不停留在可燃 性物质阶段而一直分解到碳为止，就能防止燃烧。例如，用磷酸盐或重金属捻的水溶液浸渍过 的纤维素.干燥后在加热时只碳化变焦,难以引起产生火焰的燃烧。这是由于磷酸盐引起了纤 维素的脱水反应,从而促进了単质碳的生成。

　　(CtHjcOr )n '

　　当有机磷化合物暴露于火焰中时，会发生如下的分解反应：

　　有机磷化合物一磷酸一f偏磷酸”一聚偏磷酸

　　最终生成的聚偏磷酸是非常强的脱水剂，能促进有机化合物碳化，所产生的炭黑膜起了阻 燃的作用。

　　(2) 阻燃剂分解形成不挥发性的保护膜阻燃剂在树脂燃烧的温度下分解，其分解产物 形成不挥发性的保护膜覆盖在树脂的表面上,从而把空气隔绝达到阻燃的目的。在使用硼砂- 硼酸混合物和囱化磷作为阻燃剂时就是这种情况•

　　卤化磷(R4PX)受热分解生成麟和烷基卤化物(RX)。瞬很容易被氧化生成麟氣化合 物(R『()),再进一歩分解生成聚磷酸盐玻璃体。此连续的玻璃体形成一层保护膜.覆盖在聚合 物表面把氧隔绝,而发挥其阻燃效果。

　　(3) 阻燃剂分解产物将自由基链反应切断 塑料燃烧时分解为炷，炷在高温下进一 步氧化分解产生HO-自由基,H()・自由基的链反应使姪的火焰燃烧持续进行下去•在聚合 物的燃烧过程中，姪的火焰燃烧是最重要的，因此如能将H0・自由基的链反应切断就能有效 地防止火焰燃烧。

　　谿的燃烧过程是很复杂的，根据有关研究现将其反应历程简化如下：

　　RH —* R • -r H •

　　H • + O2，—* HO - + O ・

　　O • + H? *• HO , + H ♦

　　RH 丄 H。 * R •干 H2O

　　r • 一 O R • + H()・

　　H3

　　R • + ― R(H。亠HO ,

　　R-CHO^HO CO+HQ+Ri ・

　　CO + HO CO?+H •

　　HO ,自由基具有很高的能量.反应速度非常快.所以，燃烧的程度由HO *自由基的增殖 程度而定。

　　当有含卤阻燃剂存在时，则含卤阻燃剂在高温下会分解产生鹵化氢,而鹵化気能把燃烧过 程中生成的高能量的H()・自由基捕获，转变成低能量的X •自由基和水。同时X，自由基勺 娃反应再生成为HX.如此循环下去，于是将HO-自由基的链反应切断。

　　HO • +HX —- X • +H,O

　　X - +RH —HX-R •

　　象这样.聚合物热分解产生的氢通过上述途径变成了水，仅留卜■炭黑变成了黑烟.结果使 姪的火焰燃烧熄灭*

　　(4) 自由基引发、氧化锋与含卤阻燃剂的协同作用 把脂肪族含溟阻燃剂与过氧化：异両 革等自由基引发剤并用，可以产生非常强的阻燃效果,这是由于在热的作用下过氧化物等自由基 引发剂促进了 Br-自由基的产生，从而使燃烧过程中产生的HO •自由基迅速消失的缘故。

　　聚苯乙烯单用含卤阻燃剂时，需要1。％〜15%的C1或4%〜5%的Br才能达到难燃的口 的;如果和自由基引发剂并用.财仅需4%〜8%的C1或0. 5%〜3%的Br就可以了 .

　　氧化併(S上(J,)作为阻燃剂单独使用时效果很差，但与卤化物并用时却有优良的效果，其 主要原因是在高温下生成了卤化锦：

　　SbCL(沸点223 C )和SbHrJ沸点288 C)都是沸点较高的挥发性物质，因而能较长时间地 留在燃烧区域中。卤化镣在液、固相中能促进聚合物•阻燃剤体系脱卤化氢和聚合物表面碳化. 同时在气相中又能捕获HC，自由基.所以，氧化歸与含卤阻燃剂并用是最广泛使用的阻燃配方.

　　(5) 燃烧热的分散和可燃性物质的稀释玺氣化铝就是具备这种功能的阻燃剂之•.它 的阻燃性不强，因此添加的份量高达40〜60份,兼作填充剤。在塑料燃烧时，玺氣化铝会发生 分解,同时吸收大量的热。

　　由于燃烧热被大置吸收，降低了聚合物的温度，从而减缓了分解蒸发和燃烧.氢氧化铝是 不燃的，当以40〜60份的量墳充到聚含物中时,等于将可燃性聚合物“稀释”.从而提高了應燃性.

　　另一方面在聚合物热分解产生可燃性气体的同时，如果聚合物-阻燃剂体系能分解产生 H2O.HCKHBrXOj,NH3,N2等不燃性气体，就能在一定程度上将可燃性气体稀释，达到阻燃 效果。阻燃剂的作用实际上是上述各种因素综合在一起的一个很夏杂的过程。

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