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环保阻燃剂配方分析|分析检测

  1背景
   随着高分子材料在各领域的广泛应用,人们对阻燃剂的性能要求越来越严格、越来越全面。不仅要求阻燃剂低烟、低毒、高效,而且不能影响材料的原有机械性能,并且要具有某些特定的使用功能,如抗静电功能、屏蔽功能、导电性及耐热、耐辐射等。随着合成材料工业的发展和法律法规的健全,以及人们环保意识的增强,提高阻燃效率,减少用量,降低对人类健康和环境的危害已越来越引起人们的重视;随着聚氨酯、聚烯烃以及各种工程塑料阻燃要求的提出,有机磷阻燃剂新品种的研究也日趋活跃,其发展的趋势是提高热稳定性和阻燃效率,相关专家研制出一系列性能良好的无卤有机磷阻燃剂。
 2常见环保型阻燃剂
  1)无机阻燃剂:
  无机阻燃剂主要为铝、镁、硼、锑和钼等的氢氧化物和氧化物的水合物,其作用机理是这些化合物受热分解,吸收大量的热,可降低聚合物表面温度;某些化合物还分解出水蒸汽,起到了蓄热和稀释聚合物表面可燃性气体浓度的作用,从而达到阻燃的目的。
  2)有机硅系阻燃剂:
  有机硅系阻燃剂是一种新型无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂,它在赋予高聚物优异阻燃抑烟型的同时,还能改善材料的加工性能及提高材料的机械强度,特别是低温冲击强度。该阻燃剂可与多种协同剂(硬脂酸盐、多磷酸胺与季戊四醇混合物、氢氧化铝等) 并用,已用于阻燃聚烯烃,低用量即可满足一般阻燃要求,高用量可赋予基材优异的阻燃性和抑烟性;有机硅又是阻燃的协效剂,能提高阻燃体系的氧指数。有机硅具有优异的热稳定性,这是由构成其分子主链的—Si—O—键的性质决定的,有机硅的闪点几乎都在300℃以上,具有难燃性;
  3)有机磷系阻燃剂
  有机磷系阻燃剂的阻燃机理与无机磷系相同,与无机磷系阻燃剂不同的是它具有对材料的物理性能和其它性能影响相对较小,且易制得低聚和齐聚物阻燃剂。有机磷系阻燃剂迎合了阻燃剂发展无卤化这一趋势,因而极具发展前途,主要有磷酸酯和膦酸酯两大类。
  4)氮系阻燃剂
  氮系阻燃剂在发生火灾时,易受热放出CO2、NH3、N2、NO2和H2O等不燃性气体。这些气体稀释了空气中的氧和高聚物受热分解时产生的可燃性气体的浓度,而且不燃性气体形成时,产生的热对流带走了一部分热量,同时氮气能捕捉自由基,抑制高聚物的连锁反应,起到清除自由基的作用,从而达到了阻燃目的。氮系阻燃剂涉及三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸酯、三聚氰胺甲醇缩合物、聚酰胺、聚酰亚胺、胍盐、胍缩合物等,并以三聚氰胺和三聚氰胺氰脲酸酯为主体。氮系阻燃剂在聚氨酯、聚酰胺中有较好的阻燃性能。
  5)纳米级阻燃剂
   无机阻燃剂一般都是高熔点的化合物,在合成材料的加工温度下,都是以颗粒状态存在于体系中,为了提高阻燃剂的分散,增加阻燃剂的阻燃效果,一般要求阻燃剂的颗粒越细越好,由超细、表面改性多组分复合工业支撑的无卤阻燃剂,填加量低,阻燃效率高。现在所用的无机阻燃剂颗粒一般在微米级,阻燃填充量大,阻燃效率不高,如果阻燃剂的颗粒为纳米级,阻燃剂的填充量将会大大减少,阻燃效率将会加倍提高。纳米材料具有小尺寸效应;表面与界面效应(随纳米尺寸的减小,比表面积急剧增大,表面原子数及比例迅速增大);量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特性。纳米阻燃聚合物将有机聚合物的柔韧性好、密度低、易于加工等优点与无机填料的强度和硬度较高、耐热性较好、不易变形高度结合,显示了强大的生命力。
  6)膨胀型阻燃剂
  膨胀型阻燃剂系以磷、氮为主要组成的阻燃剂,它不含卤素。含有这类阻燃剂的高聚物受热时,表面能生成一层均匀的炭质泡沫,此层隔热、隔氧、抑烟,并能防止产生熔滴,具有良好的阻燃性能。这种炭层的结晶部分由包覆于无定型相基质中的大分子聚芳烃骨架组成,而无定形相则系通过P-O-C键与磷酸盐及含烷基的物系相连,后两者是由于被阻燃高聚物和阻燃系统中的成炭剂热裂解生成的。在膨胀型阻燃系统中加人一定量的某些金属化合物催化剂,也具有与加入分子筛相似的效果.

 

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