塑料基礎(chǔ)知識(shí)之塑料阻燃改性的基本原理

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2011-12-06 11:44:20點(diǎn)擊率：

一、塑料的燃燒過(guò)程

要弄清塑料阻燃的原理，首先要了解塑料的燃燒過(guò)程。

塑料的燃燒過(guò)程是一個(gè)極其復(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(gè)階段。

階段，熱引發(fā)過(guò)程。來(lái)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。

第二階段，熱降解過(guò)程。這一過(guò)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(shí)，塑料開(kāi)始發(fā)生降解反應(yīng)。這種反應(yīng)的實(shí)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(lèi)等。

第三階段，引燃過(guò)程。當(dāng)?shù)诙A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(jī)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(diǎn)燃能量、熱自燃溫度等。一般說(shuō)來(lái)，含有阻燃劑的塑料在燃燒時(shí)，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(duì)于不同材料，阻燃劑的作用也可能不同。

阻燃劑的作用機(jī)理比較復(fù)雜。但其目的總是以物理和化學(xué)的途徑來(lái)切斷燃燒循環(huán)。阻燃劑對(duì)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(duì)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(shí)生成的不燃性氣體的氣化熱來(lái)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(guò)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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