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阻燃剂的阻燃机理

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物质的燃烧过程是一个激烈的氧化过程,也是一个自由基反应过程。物质燃烧必须具备下列三个条件:(1)足够的可燃物;(2)足够浓度及数量的氧;(3)足够高的温度或火源。燃烧的一般过程是在外界热源的不断加热下,聚合物先与空气中的氧发生自由基链式降解反应,产生挥发性可燃物,该物达到一定浓度和温度时就会着火燃烧起来,燃烧所放出的一部分热量供给正在降解的聚合物,进一步加剧其降解,产生更多的可燃性气体,火焰在很短的时间内就会迅速蔓延而造成一场大火。


高分子材料的分解燃烧是个复杂的过程。高分子材料受热达到分解温度时,将释出下述一种或者数种分解产物。(1)可燃气体,有甲烷、乙烷、乙烯、甲醛、丙酮、一氧化碳等;(2)不燃气体,为二氧化碳、氯化氢、溴化氢、水蒸气等;(3)液体,通常是部分分解的高聚物和高分子量的有机化合物;(4)固体,一般是含碳的残留物,为炭或灰;(5)固体骸粒或高聚物碎片,它们可悬浮于空气中形成烟。


阻燃剂是一种可以改变燃烧条件或者遏制自由基反应使着火的塑料自熄的添加剂,不同种类的阻燃剂其灭火机理与灭火能力是不同的。根据其使用方法可分为添加型和反应型两类,添加型阻燃剂是在塑料的加工过程中掺入塑料中,多用于热塑性塑料。反应型阻燃剂是在聚合物合成过程中作为单体化学键合到聚合物分子链上,多用于热固性塑料,有些反应型阻燃剂也可用作添加型阻燃剂。按照化学结构,阻燃剂又可分为无机和有机两类,在这些化合物中多含有卤素和磷,有的含有锑、硼、铝等元素。需要指出的是:阻燃剂只能在塑料开始着火时使火焰自熄或减弱,对于熊熊大火,它是无能为力的。