高分子材料的阻燃技术探讨

高分子材料的阻燃技术探讨
范春晖
摘㊀要:高分子材料的价格低廉且性能优异ꎬ因而被广泛应用在生产生活中ꎬ但因为多数的高分子材料有着热值高㊁易燃㊁燃烧后产生有毒气体的特点ꎬ导致极易对人体健康和生命安全造成威胁ꎬ提升高分子材料的阻燃性能尤为关键ꎮ文章重点从ＣＮＴ(碳纳米管)材料阻燃技术㊁微胶囊技术㊁膨胀阻燃技术㊁化学反应阻燃技术四个方面来分析论述高分子材料的阻燃技术ꎮ关键词:高分子材料ꎻ阻燃技术ꎻ膨胀阻燃技术
㊀㊀高分子材料属于一种聚合物材料ꎬ其燃烧过程是一个较为复杂的热氧化反应ꎬ当聚合物质与空气中的氧气发生反应后ꎬ可燃物质的浓度与温度会在短时间内扩散ꎬ继而引发大型火灾ꎮ基于此ꎬ高分子材料的阻燃问题一直被高度重视ꎬ旨在研发出新型的阻燃材料技术ꎮ就当前阶段高分子材料阻燃技术的研究进展来看ꎬ在长期的研究过程中ꎬ已经掌握了较多的实用性技术ꎬ如微胶囊技术㊁膨胀阻燃技术等ꎬ均具有良好的应用效果ꎬ可以很好地保障高分子材料的使用安全性ꎮ文章重点对ＣＮＴ(碳纳米管)材料阻燃技术㊁微胶囊技术㊁膨胀阻燃技术㊁化学反应阻燃这四种技术作一分析探讨ꎬ现作如下的论述ꎮ
一㊁ＣＮＴ材料阻燃技术的应用
纳米技术在高分子材料中的应用十分广泛ꎬ为高分子材料阻燃带来了新的技术突破ꎬ比如ＰＳ/ＯＭＭＴ纳米复合阻燃技术便是在纳米基础上所研发出的一种新型技术ꎮ长期的实践研究发现ꎬ将纳米结构加入至高分子材料时ꎬ会使高分子材料的内部结构发生较大的变化ꎬ可以很好地提升阻燃性能ꎮ
就目前应用于纳米添加剂的材料来看ꎬ最为普遍的是石墨㊁层状硅酸盐㊁碳纳米管ꎮ以其中的碳纳米管为例ꎬ其是一种由碳原子二维六方晶格组成的纳米材料ꎬ是碳的同素异形体之一ꎮ因为碳纳米管特殊的纳米结构和原子间键合强度ꎬ让其有着良好的化学稳定性能和高导电性能ꎬ应用范围较为广泛ꎮ有研究发现ꎬ若是可以在高分子材料中添加ＰＳ和ＯＭＭＴꎬ并将这两种元素制作成ＰＳ/ＯＭＭＴꎬ则可以很好的提升高分子材料的阻燃性能ꎬ尤其是ＰＳ在燃烧过程中的放热率可以快速下降ꎬ能够有效避免热反馈现象的发生ꎬ这对于控制火焰燃烧与扩散均有十分重要的意义ꎮ目前来看ꎬＣＮＴ材料阻燃技术在多个行业中均有良好的应用效果ꎬ尤其是在汽车制造行业的应用更为普遍ꎬ值得推广应用ꎮ
二㊁微胶囊技术的应用
微胶囊技术属于一种重要的高分子材料阻燃技术ꎬ其是依托于单壁碳纳米管相关结构成分所得出的结果ꎬ微粒囊式的阻燃剂在当前有着十分广泛的应用ꎮ目前来看ꎬ微粒囊阻燃主要是将阻燃剂放置到胶囊中ꎬ这种胶囊往往都是以纳米为单位ꎬ材料则以两种为主ꎬ即人工高分子材料和天然高分子材料ꎮ人工高分子材料的代表是聚苯乙烯和聚酯ꎬ天然高分子材料的代表是纤维素和蛋白质这两种ꎮ当高分子材料在使用过程中发生燃烧现象后ꎬ胶囊中的阻燃剂可以在高温状态下溢出ꎬ继而阻止燃烧反应ꎮ
需要注意的一点是ꎬ微胶囊技术涉及较多的专业知识ꎬ其中很多的细节性因素会直接影响和决定阻燃效果ꎬ比如胶囊壁的厚度㊁体积和阻燃剂的量ꎮ因此ꎮ在实际制备微胶囊时要对诸多因素均加以考量ꎬ严格控制制备过程中的细节因素ꎬ以此确保微胶囊技术可以发挥最佳的阻燃效果ꎮ三㊁膨胀阻燃技术的应用
膨胀阻燃技术在高分子材料阻燃中的应用较为广泛ꎬ对降低火灾悲剧发生风险有十分关键的意义ꎮ就膨胀阻燃技术的原理来说ꎬ当发泡剂和炭化剂等高分子材料处于受热状态时ꎬ会在自身表面快速形成一层炭层ꎬ这一炭层可有效隔离高温和熔化ꎮ随着近年来膨胀阻燃技术的发展ꎬ其在建筑行业中的应用越来越广泛ꎬ可以与建筑装修中的装饰材料㊁涂料及电缆防护线等融合起来ꎬ对控制高分子材料燃烧和降低火灾影响力有重要的意义ꎮ
四㊁化学反应阻燃技术的应用
化学反应阻燃技术是指通过特殊物质的化学反应来改变高分子材料的分子链结构ꎬ可确保分子链结构中含有阻燃因素ꎬ能够最大限度降低高分子燃烧风险ꎮ目前来看ꎬ化学反应阻燃技术最为常用的技术种类是辐射交联ꎬ这一技术可以通过射线来对高分子材料形成辐射作用ꎬ继而实现改变高分子材料分子链的目的ꎬ应用效果十分显著ꎮ在近年来的发展中ꎬ化学反应阻燃技术的实用性得到了很大程度的提升ꎬ除交联方式之外ꎬ还可以通过共聚技术和接枝技术来加以应用ꎮ一旦发生火灾后ꎬ高分子材料可以在化学反应作用下形成起防护作用的炭层ꎬ将整个材料由内而外地包裹起来ꎬ可确保高分子材料不被继续燃烧ꎮ
在长期的实践应用中发现ꎬ化学反应阻燃技术的应用较为方便ꎬ在多种环境下均可以有效使用ꎬ且可以降低对周围环境的污染与破坏ꎬ这让其应用范围日益广泛ꎮ
五㊁结语
高分子材料的阻燃技术可以很好的抵御火灾隐患ꎬ目前所使用的ＣＮＴ材料阻燃技术㊁微胶囊技术㊁膨胀阻燃技术㊁化学反应阻燃技术均有良好的应用效果ꎬ值得进一步推广和应用ꎮ为进一步发挥相关阻燃技术的优势ꎬ后续要进一步加大研究力度ꎬ掌握更多有关于高分子材料的阻燃技术ꎬ以此更好的抵御火灾隐患ꎬ保障人民群众的生命财产安全ꎮ
参考文献:
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作者简介:
范春晖ꎬ扬州天启新材料股份有限公司ꎮ
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