塑料阻燃改性的基本原理

時間：2020-01-05作者：青島和泰塑料機械有限公司瀏覽：450

一、塑料的燃燒過程 

    要弄清塑料阻燃的原理，**要了解塑料的燃燒過程。

    塑料的燃燒過程是一個較其復(fù)雜的熱氧化反應(yīng)，導(dǎo)致燃燒的基本要素為熱、氧和可燃?xì)怏w。

    一般認(rèn)為，塑料的燃燒經(jīng)歷了如下三個階段。

    **階段，熱引發(fā)過程。來自外部的熱源或火源的熱量導(dǎo)致塑料發(fā)生相太變化（即從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)）和化學(xué)變化。

    *二階段，熱降解過程。這一過程為吸熱反應(yīng)，當(dāng)塑料吸收的熱量足以克服分子內(nèi)原子間某些弱小鍵能時，塑料開始發(fā)生降解反應(yīng)。這種反應(yīng)的實質(zhì)是在空氣中氧存在下的一種自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生氣相可燃物體如各種單體易燃烴類等。

    *三階段，引燃過程。當(dāng)*二階段熱降解反應(yīng)生成可燃物的濃度達(dá)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(shù)增大，阻燃效果明顯。當(dāng)然，氧指數(shù)只是表示材料可燃性和阻燃劑的阻燃性，還應(yīng)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(yīng)區(qū)域內(nèi)（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(fù)雜。但其目的總是以物理和化學(xué)的途徑來切斷燃燒循環(huán)。阻燃劑對燃燒反應(yīng)的影響表現(xiàn)在如下幾方面：

    （1） 位于凝聚相內(nèi)的阻燃劑吸熱分解，從而使凝聚相內(nèi)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(yīng)中的·OH（羥基）自由基的阻燃劑，使按自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行的燃燒過程終止鏈鎖反應(yīng)。

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

    （4） 催化凝聚相熱分解，產(chǎn)生固相產(chǎn)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(dǎo)致作為氣相反應(yīng)原料（可燃性氣體分解產(chǎn)物）的形成速度降低。

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

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