阻燃元素

具有阻燃功能的化合物
化合物的种类成千上万,阻燃剂的名称也丰富繁多;到底什么物质会起到阻燃作用呢?这篇就让我们来简单的了解一下。
含有下述周期表中元素的化合物,通常会具有阻燃功能:
ⅦA :F、CL、Br、I;ⅥA:S;ⅤA:N、P、Sb;ⅣA:C、Si、Sn、Pb;
ⅢA:B、Al;ⅡA:Mg、Ca;Ⅷ:Fe、Co;ⅡB:Zn;ⅥB:Cr、Mo;
一、含ⅦA族元素的化合物
环氧树脂阻燃剂
氟存在于聚合物链段中时,可赋予聚合物阻燃性。当聚合物中的氢被氟替代时,材料的分解温度提高,分解产物不燃烧。聚合物主链中的氟的阻燃性比添加型或反应型的氟的阻燃性好。含氟的气态产物比含氟及溴的同系物轻,故其在气相中的覆盖阻燃功效低,但是含氟的阻燃剂是不常见的,因为C-F键的键能过高。
Cl化合物可在气相及凝聚相中同时发挥阻燃作用,在气相中,氯化合物通过捕获自由基终
pet铝膜止燃烧化学反应,且含氯的气态产物能保护被阻燃基材免受热和氧的作用。在凝聚相中,氯化合物也能改变高聚物分解化学反应的模式。
Br化合物能在气相及凝聚相中同时发挥阻燃功能,阻燃原理和Cl相似,但是含溴的气态产物的密度大,故在气相中的覆盖作用比含态产物强。此外,溴化合物的阻燃效率比结构相似的氯化合物高,且作为阻燃剂的应用范围比较广泛。聚合物中溴阻燃剂的含量不能过高,否则对聚合物的柔顺性、力学性能、热变形温度及耐光性都有较大影响。
碘也是阻燃元素,但是碘化合物不能作为阻燃剂使用,因为他们极易分解。
二、含ⅥA族元素的化合物
硫也是一个阻燃元素,很多主链中含硫的聚合物耐高温。在这种情况下,硫在凝聚相中起阻燃作用,且似乎主要是影响材料的分解及引燃阶段。
三、含ⅤA族元素的化合物
氮化合物形成的气态产物密度低,故在凝聚相中的阻燃更有效。氮化合物主要为凝聚相阻燃模式。
磷化合物的阻燃作用主要是在凝聚相提高成炭率,对阻止聚合物的分解很有效,因而可使燃烧过程早期被抑制。此外,磷阻燃剂可干扰碳的氧化反应和聚合物的气化过程,磷化合物对不含氧聚合物的阻燃性较低,但是对含氧聚合物,磷化合物是高效阻燃剂。
锑化合物单独应用时 无阻燃作用,而且也不能促进脱水反应,但是锑是卤系阻燃剂的优良协效剂。
四、含ⅣA族元素的化合物
塑料燃烧或热裂解时形成的碳层在很多方面具有阻燃性。显然,碳在凝聚相发挥阻燃作用。采用炭作为阻燃剂的一个例子是膨胀型石墨,当快速加热至300度以上时,EG急剧膨胀。另一个例子是碳纤维,它也能提高材料的阻燃性和耐火性。
硅是一个有效的阻燃元素。硅存在于聚合物时,可赋予聚合物以阻燃和耐火性能。很多硅化合物也可作为添加型阻燃剂,其中最有名的是铝硅酸钠和蒙脱土,它们与聚合物形成的纳米复合材料是近年兴起的新一代阻燃材料。
锡的化合物可作为抑烟剂使用。
红外线加热灯
五、含ⅢA族和ⅡA族元素的化合物
硼化合物主要在凝聚相发挥阻燃作用,可通过改变聚合物的分解模式和脱水以促进成炭。硼化合物作为阻燃剂时生成的硼酸则是碳层的熔硫剂。
氢氧化镁和氢氧化铝主要是通过吸热脱水阻燃,为凝聚相阻燃机理。
六、含ⅥB族元素的化合物
钼化合物系作为抑烟剂,在凝聚相发挥功效。
浅谈阻燃剂的协效应用
本篇让我们来认识一些阻燃剂的协效系统,也就是两种或两种以上组分构成的阻燃系统,只要选择得当,其阻燃效果会优于各组分阻燃作用之和。
在阻燃技术中,越来越多的厂家选择协同阻燃,因为协同阻燃不是单纯的去提高聚合物的阻燃效率,而且可以降低阻燃系统中某些成分的含量,满足阻燃要求的前提下并能很好的控制成本。
过氧化氢灭菌器检测目前,最被成熟应用的就是卤系化合物和三氧化二锑的协效阻燃系统,但是在某些阻燃材料中,三氧化二锑也可以由氧化铁、氧化锌、硼酸锌等来替代,它们在含氯系阻燃剂的聚酰胺和环氧树脂中特别有效果,这类协效剂不仅能在气相中捕获自由基,而且还能在凝聚相中发挥作用,在阻燃材料表面形成炭层。据以往的经验来看,对脂肪族氯系阻燃剂,最有效的协效剂就是三氧化二铁,它在某些塑料的协效效果甚至优于三氧化二锑。以氧化锌为一些卤系阻燃剂的哦协效剂,可赋予阻燃基材很高的CTI(漏电径迹指数)值。将锡酸锌、钼酸锌和硅酸锌与硼酸锌复合物用为卤系阻燃剂的协效剂时,就提高某些塑料的UL94阻燃级别及CTI值两方面,均优于三氧化二锑。
将三氧化二锑与硼酸锌并用时,可以减缓阻燃材料的阴燃,并改善阻燃材料的泽。金属棒
阻燃聚苯乙烯、ABS及其他某些塑料中的卤系阻燃剂,可采用氧化锑-无机硅酸盐复合物为协效剂,不但成本低廉,而且调强度低。另外,锑化合物、镁化合物-锌化合物复合物作为协效剂时,既能提高阻燃效果,又能抑烟。
硬脂酸锌/滑石粉/铁化合物是一种低烟协效剂,加入适量的这种协效剂,可以使得某些含卤阻燃塑料的最初4min的烟密度从300下降到100,透光率从0.01%提高至0.1%。
某些塑料HIPS及ABS中,溴阻燃剂与氯阻燃剂之间也存在协同效应,例如,采用脂肪族氯系阻燃剂与十溴二苯醚的混合物来阻燃ABS,二者的比例为1:1时,ABS的氧指数达到40以上。
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