高分子材料阻燃性能的研究
高分子碳酸钙功能复合材料的阻燃性能研究

高分子碳酸钙功能复合材料的阻燃性能研究摘要:高分子材料广泛应用于各个领域,但其易燃特性限制了其在某些特殊场景下的应用。
为了提高高分子材料的阻燃性能,研究人员引入了碳酸钙(CaCO3)作为功能填料进行复合改性。
本文就高分子碳酸钙功能复合材料的阻燃性能进行了综述。
1. 引言高分子材料因其轻质、柔韧、耐磨、耐腐蚀等特点,在包装、电子、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
然而,高分子材料易燃的特性限制了其在某些领域的应用。
因此,研究人员一直在探索提高高分子材料阻燃性能的方法。
2. 高分子碳酸钙功能复合材料的制备方法高分子碳酸钙功能复合材料的制备方法一般分为两种:直接共混法和溶液法。
直接共混法是将碳酸钙颗粒与高分子材料直接混合,然后通过热压或注射成型得到复合材料。
溶液法则是将碳酸钙颗粒与高分子材料溶于有机溶剂中,然后通过溶液混合、溶剂蒸发和成型得到复合材料。
3. 高分子碳酸钙功能复合材料的阻燃机理碳酸钙填料在高分子材料中起到了阻燃的作用。
一方面,碳酸钙颗粒可以吸收部分热量,减少高分子材料的燃烧速率和温升;另一方面,碳酸钙颗粒可以与燃烧产物中的H·、HO·等自由基发生反应,抑制燃烧链反应的扩展。
4. 影响高分子碳酸钙功能复合材料阻燃性能的因素高分子碳酸钙功能复合材料的阻燃性能受多种因素的影响。
首先,碳酸钙颗粒的形态和尺寸对阻燃性能有重要影响,通常较小的颗粒尺寸更有利于阻燃效果。
其次,碳酸钙含量的增加可以提高阻燃性能,但增加到一定程度后会导致材料的力学性能下降。
此外,高分子基体和碳酸钙颗粒的界面粘结强度也会影响阻燃性能。
5. 高分子碳酸钙功能复合材料的阻燃性能评价方法为了客观评价高分子碳酸钙功能复合材料的阻燃性能,研究人员提出了各种评价方法,如热重分析(TGA)、垂直燃烧测试(UL-94)、氧指数测试等。
这些评价方法可以从各个方面对材料的阻燃性能进行评价,并为材料的进一步改性提供指导。
6. 高分子碳酸钙功能复合材料的应用前景高分子碳酸钙功能复合材料由于其优异的阻燃性能,在电子、建筑、交通等领域具有广阔的应用前景。
高分子材料的阻燃技术探讨

高分子材料的阻燃技术探讨高分子材料广泛应用于工业、建筑、电子设备、汽车以及航空航天等领域,然而在使用过程中,高分子材料可能会遭受火灾等安全事件的侵袭,因此阻燃技术是必要的研究领域之一。
本文将探讨高分子材料的阻燃技术。
一、阻燃技术概述阻燃技术指的是在材料中添加一定量的阻燃剂,使其在火灾遇到高温时,可以减缓火势蔓延的速度,降低火灾对现场及生命财产的危害程度。
阻燃剂一般分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两种类型。
无机阻燃剂分为磷系、氮系、硅酸铝系等,有机阻燃剂分为溴系、氯系等。
高分子材料是一种易燃材料,当受到火源的侵入时,容易燃烧并产生高热、大量的烟雾和有毒气体。
阻燃技术的引入可以有效地减少高分子材料的这些缺点,防止火灾的发生。
阻燃剂的选择很重要,因为添加不当可能会影响材料的力学性能。
此外,阻燃剂与高分子材料之间的相容性对阻燃效果也有影响。
对于一些阻燃剂,例如PA6材料,氧化铝和氢氧化铝会影响材料的强度和熔点;而对于PP材料,三氯乙磷的相容性较差。
在阻燃剂的选择方面,溴系、氯系阻燃剂常常被用于高分子材料的阻燃,但由于其会产生有毒气体,已被禁止在一些领域使用。
因此,磷系阻燃剂在近几年被广泛使用,磷系阻燃剂可以使材料形成炭化层,形成阻燃壳,避免氧气进入,从而实现阻燃效果。
对于临床应用的高分子材料,比如医用注射器和输注器,除了需要阻燃材料之外,还需要考虑其对人体的影响。
因此,应选用对人体安全无影响的阻燃剂。
三、阻燃技术的应用阻燃技术在许多领域都有广泛应用,下面我们以电子设备、车辆、建筑等作为例子,阐述阻燃技术在不同领域的作用。
1、电子设备:随着电子设备在生活中的广泛应用,一些电子产品在使用过程中会发热,因此,对于电子产品的阻燃技术至关重要。
特别是在电池充电器、移动电源等电子产品中,阻燃材料的耐热性要求更高。
2、车辆:汽车应用阻燃技术的主要原因是为了保证乘客的安全,在车内或发动机舱处出现火灾的可能性都很大。
汽车阻燃技术的发展包括内饰材料的阻燃、电线材料的阻燃等,其中座椅材料、天花板等逐渐成为重点研究领域。
高分子材料的热稳定性与阻燃性能研究

高分子材料的热稳定性与阻燃性能研究高分子材料一直是工业发展中不可或缺的材料之一。
它们以其良好的加工性能和丰富的性能特点,在各个领域得到广泛应用。
然而,由于高分子材料在高温和火灾条件下的性能表现不佳,阻碍了它们在一些关键领域的应用。
因此,研究高分子材料的热稳定性和阻燃性能就显得尤为重要。
首先,热稳定性是高分子材料在高温环境下性能稳定的能力。
在高温下,高分子材料很容易发生降解、氧化、老化等反应,导致性能下降甚至失效。
因此,研发具有良好热稳定性的高分子材料对提高材料的耐用性和可靠性至关重要。
在研究高分子材料的热稳定性时,人们一直致力于寻找适合的稳定剂。
通常,稳定剂可以通过两种方式提供热稳定性。
首先,稳定剂可以作为自由基的捕获剂,阻止高分子材料在高温下发生自由基反应。
其次,稳定剂还可以通过抑制高分子材料中的氧化反应或粘接反应来提高其热稳定性。
随着科学技术的不断发展,一些新型的稳定剂逐渐被发现和应用,例如有机锡化合物、富勒烯及其衍生物等。
这些稳定剂在增强高分子材料的热稳定性方面表现出良好的应用前景。
与此同时,高分子材料的阻燃性能也是研究的焦点之一。
高分子材料在遭遇火灾时,容易燃烧并释放有毒气体和大量热量,给人身和环境带来极大的危害。
因此,提高高分子材料的阻燃性能具有重要意义。
阻燃材料的研究可以分为三个方向:阻止火焰的形成、减缓火焰的蔓延和降低火焰的热释放。
研究者们通过调整高分子材料的结构和添加阻燃剂来提高其阻燃性能。
常用的阻燃剂包括无机阻燃剂和有机阻燃剂。
无机阻燃剂通常在高温下,通过吸热分解形成非燃性产物,从而降低火焰的温度和热释放速率。
而有机阻燃剂则通过抑制高分子材料燃烧的化学反应链或在高温下分解,生成难燃气体来达到阻燃的目的。
但是,目前绝大部分阻燃剂都存在着对环境的毒性和难降解性等问题,因此研发环境友好型的阻燃剂已成为当下的研究热点。
热稳定性和阻燃性能往往是密不可分的。
在提高高分子材料的阻燃性能时,研究人员通常也要考虑其热稳定性。
有机硅的阻燃性能与机理

有机硅的阻燃性能与机理随着科技的不断发展,有机硅作为一种新型的高分子材料被广泛应用于各个领域。
相比于传统的有机材料,有机硅具有许多优异的性能,例如耐高温、耐腐蚀、耐候性好等。
然而,由于其材料结构的特殊性质,有机硅也存在着一些缺陷,其中之一就是其较差的阻燃性能。
为了提高有机硅的阻燃性能,科学家们开展了大量的研究,取得了一些积极的进展。
本文将探讨有机硅的阻燃性能与机理。
有机硅的阻燃性能不足阻燃性是评价一种材料抵抗火灾能力的重要指标。
在发生火灾时,如果材料没有良好的阻燃性能,就容易引起火势迅速蔓延,给人民生命财产造成不可预估的损失。
然而,有机硅的阻燃性能却不是很理想。
有机硅中的硅元素能够提供优异的热稳定性和机械强度,但是由于其C-Si键及Si-O键的极性小,化学键的活性低,导致其材料本身难以燃烧并且难以吸附住大量的自由基和不稳定的分子,从而无法有效地燃烧过程进行阻断。
有机硅的阻燃机理为了解决有机硅的阻燃性能问题,科学家们对其阻燃机理进行了深入的研究。
首先,目前学界认为有机硅的阻燃机理主要包括两类:一类是在有机硅中加入阻燃剂,使其具有更好的阻燃性能;另一类是直接利用有机硅分子中的官能基和杂原子进行改性。
一、加入阻燃剂目前,磷系、氮系、卤系等阻燃剂已被广泛地应用于有机硅的阻燃改性中。
在加入这些阻燃剂之后,可以增强有机硅材料的阻燃性和延迟燃烧作用,有效地遏制火灾的蔓延。
1.1 磷系阻燃剂磷系阻燃剂是一种常用的有机硅阻燃添加剂。
这些阻燃剂在高温下可以分解和去质子化,在分解产物中生成含磷的中间体,进而与火灾反应产生破坏自由基,抑制火焰蔓延。
1.2 氮系阻燃剂氮系阻燃剂也是一种常用的有机硅阻燃添加剂,其中以三聚氰胺和Melamine最为常用。
这些阻燃剂能够提供大量的氮原子,抑制一氧化碳和氢气等可燃气体的生成,从而控制火灾的发展。
1.3 卤系阻燃剂卤系阻燃剂包括氯、溴等元素。
这些元素能够在高温下产生可燃气体,从而干扰反应中的化学平衡,以达到抑制火焰蔓延的目的。
关于高分子材料的阻燃方法分析

关于高分子材料的阻燃方法分析进入21世纪以来,我国在经济建设上面的发展都已经比较稳定了,而高分子材料作为一种功能材料在我国受到了各行各业的广泛应用,尤其是在建筑行业上面,而高分子材料一旦受热,就会分解出具有可燃性的物质,当这种可燃性的物质的浓度达到一定程度时,遇到适当的温度就会燃烧,给企业造成巨大的损失。
因此,它的阻燃性能也是我国企业所关心的主要问题之一。
标签:高分子材料;阻燃方法;研究与分析前言高分子材料的燃烧要满足两个条件,一个是适宜的温度,一个是分解出的可燃物的浓度,由此可见,要想阻止高分子材料燃烧就要从这两个方面着手,只要能有效的提高高分子材料的阻燃性,就能够拉动企业的经济建设的稳定发展。
文章将针对高分子材料的阻燃方法进行详细的分析。
1 高分子材料的阻燃方法1.1 通过在高分子材料中加入阻燃剂实现阻燃通过在高分子材料中嫁娶阻燃剂实现阻燃的方法是目前我国应用最为广泛的阻燃方式,利用阻燃剂与高分子材料分解出来的可燃物之间的结合,来实现提高高分子材料阻燃性能的目的,这种方法最大的优点就是它的成本比较低,而且在对不同的高分子材料的阻燃剂调整上面也比较的灵活,是一种经济适用的高分子材料阻燃方法,与此同时,这种方式也存在一定的弊端,技术添加的阻燃剂中的元素可能会与高分子材料之间发生化学反应,从而影响高分子材料的性能[1]。
因此,在阻燃剂的选择上面一定要非常的慎重,要在不影响高分子材料或者是影响较小的前提下,加入合适的阻燃剂来阻止高分子材料的燃烧。
1.2 通过与高分子材料进行化学反应进行阻燃化学反应一直是一个非常复杂的过程,可能你改变了其中的一个分子机构就会产生不一样的效果。
高分子材料的化学反应阻燃就是使用了这种方法,将某种元素通过化学反应接入或者替换高分子材料的化学链中,在不影响高分子材料的性能的前提下,改变高分子材料的性能,将高分子材料从可燃性极强转变到具有阻燃性能的高分子材料。
能够实现高分子材料阻燃性的元素有很多,像是硼、硅、金属原子等都可以做到。
高分子化学论文

高分子材料阻燃技术的研究摘要:本文从高分子材料的阻燃机理入手,阐述了高分子材料阻燃剂的分类,研究了高分子材料阻燃技术的进展情况。
关键词:高分子材料;阻燃机理;阻燃剂;进展前言高分子材料因其性能优异、价格低廉而被广泛地应用于各类建筑和人民生活的各个领域,但是大多数高分子材料属于易燃、可燃材料,在燃烧时热释放速率大,热值高,火焰传播速度快,不易熄灭,有时还产生浓烟和有毒气体,对人们生命安全和环境造成巨大的危害。
因此,如何提高高分子材料的阻燃性,已经成为当前消防工作一个急需解决的问题。
1高分子材料的燃烧及阻燃机理高分子材料在空气中受热时,会分解生成挥发性可燃物,当可燃物浓度和体系温度足够高时,即可燃烧。
所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程,涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应场及气相中的链式燃烧反应等一系列环节。
当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解,且分解产生的可燃物达到一定浓度,同时体系被加热到点燃温度后,燃烧才能发生。
而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。
当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时,高分子材料燃烧才能继续,否则将中止或熄灭。
从高分子材料的燃烧机理可看出,阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。
其中包括六个方面:提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。
目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。
一般阻燃机理分为气相阻燃机理、凝聚相阻燃机理和中断热交换阻燃机理。
燃烧和阻燃都是十分复杂的过程,涉及很多影响和制约因素,将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的,一种阻燃体系往往是几种阻燃机理同时起作用。
2高分子材料阻燃剂的分类阻燃剂是用于提高材料抗燃性,即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。
浅谈高分子材料阻燃技术

根据高分子材料燃烧的特点,可以采用各种不同方式阻断其燃烧过程的进行,从而达到阻燃的目的。
随着高分子材料的迅速发展,对于阻燃技术、阻燃机理的研究也日益广泛深入。
在气相阻燃、凝聚相阻燃和中断热交换阻燃机理方面,人们做了各种阻燃技术的研究探讨。
近年来,如复合阻燃、协效阻燃、大分子阻燃等阻燃技术得到一定程度的发展。
1 复合阻燃技术1.1 层状双氢氧化物(LDH)层状双金属氢氧化物(LDHs)为层状无机纳米材料,与氢氧化铝(Al(OH)3,亦称水合氧化铝,ATH)和氢氧化镁(Mg(OH)2,亦称水合氧化镁,MH)具有相似的组成和结构,兼具两者的优点,且其本身不含有任何有毒物质,因此是一种理想的阻燃和抑烟型绿色阻燃剂。
LDHs的阻燃机理为LDH在燃烧过程中可以分解成CO2、H2O、金属氧化物等。
一方面,CO2和H2O可以稀释可燃气体和O2,降低燃烧时的温度;另一方面,金属氧化物有利于炭层的形成,起到隔绝O2和热量的作用,进一步降低基材的降解速率[1]。
LDHs在阻燃领域具有较好的应用前景。
1.2 纳米金属有机框架材料(MOFs)MOFs是由有机配体与金属离子或团簇通过自组装的方式形成的具有网状结构的有机-无机杂化多孔材料,其结构见图1。
MOFs的设计具有灵活性,结构具有可调性。
不论是针对有机配体还是金属配位物,只要经过合理的改性设计都可获得具有某种特定性能的MOFs, 这预示着MOFs具有广阔的应用前景。
图1复合材料中加入MOFs能显著提高热稳定性和阻燃性。
在MOFs质量分数仅为2%的情况下,复合材料的热释放速率峰值(PHRR)分别降低超过14%和28%,因此MOFs可用作填料来改善聚合物的阻燃性能。
MOFs还会抑制燃烧过程中毒性CO和苯乙烯低聚物的释放,这意味着气相降解产物的毒性将降低[2]。
1.3 石墨烯(GNS)GNS是一种单层碳原子组成的二维纳米片层材料,图2为GNS及氧化石墨烯(GO)的结构示意图。
高分子材料的阻燃技术探讨

高分子材料的阻燃技术探讨随着现代化的发展,高分子材料广泛应用于现代化的工业生产中。
然而,高分子材料因具有易燃、易熔和有毒等特性,使得其在生产、运输、储存和使用过程中产生火灾事故,严重威胁到人们的生命财产安全和环境保护。
因此,高分子材料的阻燃技术的研究与发展显得尤为重要。
高分子材料的阻燃技术是指通过添加阻燃剂、改变材料结构等手段,使材料具有一定的阻燃性能,使其在一定的火焰来源下,能够避免或抑制燃烧反应的继续进行。
高分子材料的阻燃技术主要是从防火和环保两个方面出发,采用物理、化学和结构等多种手段综合防护,以控制热分解产物和气体的释放速率和种类,从而限制火势的扩散和减少有毒气体的产生。
(1)物理隔离法物理隔离法是通过在高分子材料的表面或内部添加隔热隔氧层的方式降低材料燃烧反应的程度,从而抑制火势的扩散。
这种隔离层需要具备一定的厚度和热稳定性,能够承受高温,同时不能影响材料的机械性能和加工性能。
(2)气相阻燃法气相阻燃法是指在高分子材料中添加具有热解产物中的“无效”部分,从而减少可燃物的含量,阻止火焰的蔓延。
这种方法的优点是制品加热后会产生大量凝聚相和非易挥发相,从而降低了材料的火焰扩散速度。
这种方法的实现需要深入了解材料的热解过程以及热解产物的性质。
(3)化学反应法化学反应法是指通过在高分子材料中添加化学阻燃剂,使其在遇到火源时发生化学反应,生成难燃或不易燃的产物,从而达到阻燃的目的。
这种方法的优点是能够针对材料的特性和所需的性质,选用不同类型的阻燃剂,而且材料制品不受质量变化和不受环境影响。
但也有其不足,如阻燃剂的添加量过多,会导致材料的成本增加或导致固化不良等质量问题。
(4)改变材料结构法改变高分子材料结构的思路与化学反应法非常类似,这种方法是通过改变高分子碳链的结构,增加三聚氰胺等复合材料的含量,从而增加材料的耐火性和机械性能。
此外还可以通过特殊增强剂的添加,增加高分子材料的耐热性和耐氧化性,提高材料的阻燃性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高分子材料因其性能优异、价格低廉而被广泛地应用于国民经济和人民生活的各个领域,但是大多数高分子材料属于易燃、可燃材料,在燃烧时热释放速率大,热值高,火焰传播速度快,不易熄灭,有时还产生浓烟和有毒气体,对人们生命安全和环境造成巨大的危害。
因此,如何提高高分子材料的阻燃性,已经成为当前消防工作一个急需解决的问题。
一、高分子材料的燃烧及阻燃机理
高分子材料在空气中受热时,会分解生成挥发性可燃物,当可燃物浓度和体系温度足够高时,即可燃烧。
所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程,涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应场及气相中的链式燃烧反应等一系列环节。
当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解,且分解产生的可燃物达到一定浓度,同时体系被加热到点燃温度后,燃烧才能发生。
而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。
当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时,高分子材料燃烧才能继续,否则将中止或熄灭。
从高分子材料的燃烧机理可看出,阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。
其中包括六个方面:提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。
目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。
一般阻燃机理分为气相阻燃机理、凝聚相阻燃机理和中断热交换阻燃机理。
燃烧和阻燃都是十分复杂的过程,涉及很多影响和制约因素,将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的,一种阻燃体系往往是几种阻燃机理同时起作用。
二、高分子材料阻燃剂的分类
阻燃剂是用于提高材料抗燃性,即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。
按阻燃剂与被阻燃基材的关系,阻燃剂可分为添加型及反应型两大类。
前者与基材的其他组分不发生化学反映,只是以物理方式分散于基材中,多用于热塑性高分子材料。
后者或者为高分子材料的单体,或者作为辅助试剂而参与合成高分子材料的化学反应,最后成为高分子材料的结构单元,多用于热固性高分子材料。
按阻燃元素种类,阻燃剂常分为卤系、有机磷系及卤-磷系、氮系、磷-氮系、锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、钼系等。
(一)卤系阻燃剂
卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一,添加量少、阻燃效果显著。
含氯的阻燃剂主要有氯化石蜡、氯化聚乙烯等;含溴阻燃剂因阻燃效果较好,应用极为广泛,逐渐取代氯系阻燃剂。
卤系阻燃剂阻燃机理比较清楚,但其阻燃的同时,也带来了一些严重的问题,放出大量的有毒气体(如HCl,HBr等),卤化氢气体易吸收空气中的水分形成氢卤酸,具有很强的腐蚀作用,并产生大量的烟雾,这些烟雾、有毒气体和腐蚀性气体给灭火、逃离和恢复工作带来很大的困难。
(二)磷系阻燃剂
有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、有机盐类、氧化膦、含磷多元醇及磷氮化合物等,但应用最广的是含卤磷酸酯。
有机磷系阻燃剂主要在火灾初期的高分子材料分解阶段起作用。
它能促进高分子材料脱水炭化,从而使高分子材料不能产生可燃性气体,并且由于不挥发性磷化合物起凝结剂的作用,使炭化物形成保护性炭膜,以隔绝外界的空气和热。
(三)无机阻燃剂
无机阻燃剂的阻燃作用主要是通过比容大的填料的蓄热和导热使材料达不到分解温度,或通过阻燃剂受热分解吸热使材料温升减缓或终止来实现。
其阻燃机理是在受热时释放出结晶水,蒸发,分解并放出水蒸汽,此反应吸收大量燃烧热,降低了材料的表面温度,使高分子材料的热分解和燃烧率大大降低;分解时产生的大量水蒸汽稀释了可燃性气体的浓度也起到阻燃作用,并有一定冷却作用;热解生成的氧化镁氧化铝等产物与燃烧时塑料表面的炭化产物结合生成保护膜,即可切断热能和氧的入侵又可阻止小分子的可燃性气体逸出,亦达到阻燃效果。
这类物质具有热稳定性好、阻燃、无毒、不挥发、不产生腐蚀性气体、发烟量小、不产生二次污染等优点,是低卤无卤阻燃体系的主要原料。
(四)含硅阻燃剂
有机硅阻燃剂是一种新型的无卤阻燃剂,也是一种成炭抑烟剂,包括硅烷共聚物和硅树脂。
目前具有代表性的有机硅阻燃剂是美国通用公司生产的SFR-100,它是一种呈透明状的硅酮聚合物,通常与一种或多种协同剂(硬脂酸镁、聚磷酸铵与季戊四醇的混合物、氢氧化物等)并用。
研究发现在高分子材料中加入有机硅阻燃剂,能促进炭层的形成,降低聚合物的燃烧性。
(五)氧化锑阻燃剂
氧化锑化合物品种有三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠等。
可单独使用亦可复合使用,与卤系阻燃剂等具有协同效应和抑烟效果。
粒子愈细愈可使阻燃性能得到改进,但是其最大的缺陷是在燃烧时产生的烟雾有较大的毒性,这是欧盟一些国家阻燃专家提出的禁止使用十溴联苯醚等的主要理由。
(六)本质阻燃高分子材料
本质阻燃高分子材料指那些由于具有特殊的化学结构而使自身具有阻燃性的高分子材料,它们不需要改性就具有耐高温,抗氧化,不易燃等特点。
近年来,人们研制了一些新型的本质阻燃高分子材料,其中芳基乙炔聚合物在高温下裂解形成的炭层可在氧化环境下承受极高温度(1500-2000℃),有希望作为烧蚀材料用于火箭导弹系统和宇宙飞船的重返大气设备中;主链含有硅、硼的无机-有机杂化共聚物在空气中受强热时可形成炭-陶瓷保护膜,
阻止材料在高温下进一步被氧化。
但在现阶段,此类化合物或者价格高昂,或者制造及加工工艺复杂,其应用相当有限,但它们代表了阻燃高分子材料的一个发展方向。
三、高分子材料阻燃技术的进展
(一)微胶囊技术
微胶囊化一般是指将物质包裹于数微米至数百微米的微小容器中,从而起到保护和控制释放等作用。
目前,将无机或有机的阻燃剂进行微胶囊化的研究正处于阻燃剂新技术的热点,并已从研制阶段进入实用阶段。
囊材主要有两类,一类是天然高分子材料,如动物胶、各种蛋白质、淀粉、纤维素等。
另一类是人工合成的高分子,如聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、环氧树脂等。
囊材不与包裹的阻燃剂发生化学反应,当制品一旦遇火受高热时,囊壁立即熔融破裂,从而释放出阻燃剂。
阻燃剂微胶囊的大小、囊壁的厚度、强度以及阻燃剂的释放度等物理性质均会影响阻燃剂的阻燃效果。
微胶囊化在改善阻燃剂的形态、效能以及减少环境污染等方面都有所作用。
(二)纳米技术
1965年,BlumStin研究聚甲基丙烯酸甲脂/纳米粘土复合材料时第一次发现其热性能明显提高。
1976年,日本专利中第一次报道纳米复合材料具有潜在的阻燃性能。
但直到近年来国外多名学者开展对纳米复合材料热稳定性的研究以后,其阻燃性能的研究也才真正开始。
研究发现,当尼龙/层状硅酸纳米复合材料中的层状硅酸盐(粘土)含量仅为5%以下时就具有良好的热稳定性,其HRR(热释放速率)峰比不用时降低了50%以上,并且不损害材料的其它性能。
这说明聚合物纳米复合材料具有良好的热性能,可用于阻燃技术。
纳米技术在阻燃中的应用主要是纳米粒子填充技术。
(三)接枝和交联改性技术
接枝和交联是使高分子材料功能化的一种有效方法,近年来这一技术也已用于使高分子材料阻燃化。
接枝包括化学接枝和光敏接枝等,通过接枝共聚以提高聚合物的热稳定性及阻燃性多系凝聚相阻燃模式,即借助于成炭来实现的。
因为接枝单体能在聚合物的表面形成粘附的绝缘层,特别是无机绝缘层,对改善聚合物的阻燃性尤为有效。
而使高分子材料本身交联,或者高分子材料的热裂解产物在凝聚相中交联,也可减少可燃产物的生成量而改善材料的阻燃性,多以辐射交联为主。
(四)膨胀技术
在众多的阻燃体系中,最近发展的膨胀阻燃体系由于在燃烧过程中发烟量少、无滴落和无毒气等优点而引起人们的注意。
膨胀阻燃体系一般需三种主要成分:炭化剂、炭化促进剂、发泡剂。
膨胀型阻燃剂最早用于涂料业,配制用于船舶、建筑装饰材料、电缆外皮等的耐火涂层。
近年来,国外己有一些比较成熟的膨胀阻燃体系用于塑料、橡胶等材料及制品。