阻燃整理PPT演示课件
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第8章阻燃剂PPT课件
HH
CC n
H
HH C Cn
聚合物燃烧时通常也生成水，聚合物燃烧时若生成无色的低 分子化合物微粒，则可能与水蒸气相聚而冒白烟。
24
3. 聚合物燃烧的发烟性与分子结构的关系 聚合物燃烧时的发烟性不是聚合物的固有性质。聚合物
燃烧时所产生的烟雾的成分和浓度主要取决于燃烧条件(如热 流量、氧化剂供应、材料形状、有无火焰等)以及燃烧环境状 况(如周围温度、燃烧空间的容积、通风情况等)。但聚合物燃 烧时的发烟性也与聚合物的分子结构有关。
22
例如，聚氯乙烯燃烧时产生的碳粒子，据认为是通过下列反应 形成的：
HHHHHH CCCCCC H Cl H Cl H Cl
-HCl
断链、环化
CC CC
CC
聚合
HHHHHH CCCCCC
OH
碳粒子
CH3
O
23
象聚苯乙烯这样带苯基的聚合物燃烧时发烟量较大，据认为， 其原因在于它们在燃烧时很容易生成共轭双键：
7
热源 燃 烧
氧化反应场
辐射
传热 热分解
聚合物材料
O2
气相扩散 固相扩散
聚合物燃烧过程示意图
8
二、聚合物燃烧反应
聚合物热分解产物的燃烧是按自由基链式反应进行的，其机
理与聚合物热氧降解类似，包括下述四步：
(1)链引发 (2)链增长
R H h v/Δ R · +H ·
(3)链支化
R·＋ O2 → RO2· RO2·＋ RH → ROOH ＋ R·
聚合物
聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯 聚异丁烯
常用聚合物的火焰温度
火焰温度/ ℃
聚合物
2120 2120 2210 1960 2130
第九章阻燃整理
10
常用阻燃剂及其工艺 o 硼砂/硼酸或磷酸二氢铵混合物 非耐久性阻燃剂，价廉、效果好，用于窗帘等不常洗织物。 可用浸轧、喷雾、涂刷等方法应用。
• Boric acid (H3BO3) /borax (Na2B4O7) are often used as non-durable flame retardants in applications such as cellulose fibers for insulation. Boron functions in the condensed phase as a lewis acid and as mentioned earlier, coats the fiber with a glassy polymer to insulate the polymer. o 金属氧化物或氯化物 常用锑、钛的氧化物或卤化物，处理纤维后经水解生成氢氧化锑或 钛沉积在纤维表面，作为纤维素的脱水剂，纤维燃烧时生成较多的 固体炭，挥发性物质减少，是一种半耐久性阻燃剂（经15次温和洗 涤），可用浸渍法加工，加工织物手感粗硬，强力下降30%左右。
11
o 磷酸及其盐类 常用磷酸、磷酸氢二胺、磷酸二氢胺和聚磷酸胺，由于它们与纤 维素反应，使其燃烧时固体炭量↑，焦油及可燃性气体↓，有阻燃 作用，为半耐久阻燃剂，因对纤维损伤严重而不常应用。 Phosphorus compounds react with the C(6) hydroxyl of the anhydroglucose unit blocking the formation of levoglucosan. This reduces the amount of fuel to the flame. Additionally, phosphorous promotes char formation. The acidity associated with certain phosphorous analogues and its electrophilic nature lowers the activation energy for dehydrating cellulose. Additionally there is the possibility of crosslinking cellulose chains which further enhances char formation.
PVC阻燃抑烟 PPT
聚氯乙烯树脂的高品质化
——阻燃抑烟
1
1 PVC的发烟机理
PVC具有耐腐蚀、综合力学性能好等优点，广泛应用于 建材、电线电缆等方面。
UPVC制品具有良好的阻燃性能，增塑PVC易燃。硬质 和软质PVC，在燃烧过程中都会产生大量烟雾，最大烟密 度高达720，在塑料中名列榜首。
国家技术监督局 1995年发布了建筑材料燃烧性能的分级 方法(GB-8624)，并首次明确规定了各种等级材料所允许的 发烟量,UPVC化学建材的燃烧性能应达到GB-8624难燃B1 级要求。
23
谢 谢！
24
21
800 700 600 500
Maximum smoke density
a b c d
Weight fraction of LDH-U a. 0 b. 0.5% c. 1.0% d. 2.0%
750 700 650 600 550 500 450 400 350 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
2
1.1 PVC的化学缺陷结构
I 头-头结构 II 内部双键和内部烯丙基 结构 III 甲基氯结构
Ⅳ和Ⅴ 支化结构
Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ链端含氯不饱 和结构 Ⅸ 1,2-二氯链末端
3
表1 各种PVC化学缺陷结构的含量
缺陷结构 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ+Ⅶ+Ⅷ Ⅸ 个/每1000单体单元 6.4-6.9 0.1~0.3 3.8 0.8 0.1 0.75 3.5
13
2.2 无机阻燃抑烟剂
金属氧化物
无机阻燃 抑烟剂种类
金属氢氧化物(氢氧化铝、氢氧化镁)
金属盐类(硼酸盐、锡酸盐、钼酸盐、硫酸盐等)
层状双金属氢氧化物
14
2.2.1 金属氧化物和氢氧化物 2.2.2 金属盐类
——阻燃抑烟
1
1 PVC的发烟机理
PVC具有耐腐蚀、综合力学性能好等优点，广泛应用于 建材、电线电缆等方面。
UPVC制品具有良好的阻燃性能，增塑PVC易燃。硬质 和软质PVC，在燃烧过程中都会产生大量烟雾，最大烟密 度高达720，在塑料中名列榜首。
国家技术监督局 1995年发布了建筑材料燃烧性能的分级 方法(GB-8624)，并首次明确规定了各种等级材料所允许的 发烟量,UPVC化学建材的燃烧性能应达到GB-8624难燃B1 级要求。
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谢 谢！
24
21
800 700 600 500
Maximum smoke density
a b c d
Weight fraction of LDH-U a. 0 b. 0.5% c. 1.0% d. 2.0%
750 700 650 600 550 500 450 400 350 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
2
1.1 PVC的化学缺陷结构
I 头-头结构 II 内部双键和内部烯丙基 结构 III 甲基氯结构
Ⅳ和Ⅴ 支化结构
Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ链端含氯不饱 和结构 Ⅸ 1,2-二氯链末端
3
表1 各种PVC化学缺陷结构的含量
缺陷结构 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ+Ⅶ+Ⅷ Ⅸ 个/每1000单体单元 6.4-6.9 0.1~0.3 3.8 0.8 0.1 0.75 3.5
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2.2 无机阻燃抑烟剂
金属氧化物
无机阻燃 抑烟剂种类
金属氢氧化物(氢氧化铝、氢氧化镁)
金属盐类(硼酸盐、锡酸盐、钼酸盐、硫酸盐等)
层状双金属氢氧化物
14
2.2.1 金属氧化物和氢氧化物 2.2.2 金属盐类
8-阻燃整理
卤-锑协同效应
锑的氧化物是卤系阻燃剂的优良协同剂。 锑的氧化物有：Sb2O3，Sb2O4，Sb2O5，其中
Sb2O3常用。 一般认为主要是卤素与锑在固相中反应生成
挥发性的三卤化锑，然后在气相中发挥作用。
第四节 纤维素纤维的阻燃整理
1. 棉织物的热裂解过程
纤维素纤维是一种易燃性纤维。在较低温度 下热裂解时，可能发生分子链1，4一甙键的 断裂，继而残片发生分子重排，并首先生成 左旋葡萄糖。左旋葡萄糖可通过脱水和缩聚 作用形成焦油状物质，接着在高温的作用下 又分解为可燃的有机物、气体和水。
Cl
CH2OH
CH2OH
+ + PH3 4 CH2O HCl
[P(CH2OH)4] Cl
Proban工艺：（奥布莱-威尔逊）
浸渍－烘干－氨熏－氧化－水洗
四羟甲基氢氧化磷（THPOH）
CH2OH P CH2OH
CH2OH
+
OCHl -
CH2OH
(HOCH2)4P+
+ + (HOCH2)3P CH2O
要有良好的阻燃耐久性，包括耐水洗、耐干洗、耐气候性等； 不影响或较少影响纤维和织物的色泽、外观、手感和其他物
理机械性能； 无毒、无刺激性，有生物可降解性，燃烧后发烟量少，烟雾
无毒性； 纤维用阻燃剂应有较高的热分解温度； 价格低廉，应用工艺简单。
2. 阻燃整理剂的分类
(1)无机阻燃剂
金属氧化物和卤化物 （钛、锑，使用简便） 硼砂（单独使用用量高，与硼酸1：1或7：3） 磷酸盐（磷酸锌、磷酸氢二铵，磷酸二氢铵）
二、溴系阻燃剂及其整理工艺
六溴环十二烷和十溴二苯醚 六溴环十二烷：采用轧烘焙工艺或高温高压
阻燃剂及阻燃整理工艺 ppt课件
（2）密度比空气大，形成隔离层，将燃烧体系与空气隔
离。三种机理共同作用。 ppt课件
16
3 阻燃性能测试
1）氧指数测试：适用于纺织品、塑料、橡胶等
氧指数：是表征聚合物燃烧性能的重要参数，指使聚合物 样品在N2-O2混合气流中持续燃烧所必须的最低含氧量 OI=[O2]/（[O2]+[N2]） ×100 式中：[N2]、[O2]流量L/min 一般 21 阻燃至少27以上
2)燃烧性能测试 阴燃（余燃）时间：试验条件下有焰燃烧终止后材料持续 无焰燃烧时间。 续燃时间：有焰终止后材料持续有焰燃烧时间。
ppt课件
17
测试方法：
45度角测试，垂直燃烧测试，碳长测试
以纺织品为例：（GB5455-1997）
取阻燃整理布条各3块，每块7*25.4cm，温度21度湿度
65%放置8小时以上，置于阻燃测试仪，使样品离灯口
与末端距离为碳长。碳长越短，阻燃效果越好。阴燃时间
越短效果越好。
ppt课件
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4 阻燃剂介绍
4.1卤系阻燃剂
卤系阻燃剂主要以终止链自由基反应机理和隔离膜机 理发挥阻燃效果。（还包括稀释机理）
国内阻燃剂市场的主流品种。主要有溴系和氯系两种。
燃烧时产生HX，HX与自由基发生反应：
HX+•OH→H2O+•X HX+•O•→•OH +•X
HX+•H→ H2+•X
产生的HX比空气重起隔离作用，H2O、H2起稀释作用， HX与燃烧产生的活泼自由基•OH反应，从而终止燃烧过
程链连锁反应。
ppt课件
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卤系阻燃剂与磷系阻燃剂、金属氧化物阻燃剂 （如锑化物体系）具有理想的协同作用。
第8章阻燃剂PPT课件
12
(2)比热容——1g物质温度升高1℃所需吸收的热量 在其它因素相同的情况下，比热容大的聚合物材料，在燃烧过 程的加热阶段需要较大的热量，因此较难燃烧。 常用聚合物的比热容见下表。
常用聚合物的比热容
聚合物
比热容/J·(g·℃)-
1
聚合物
比热容/J·(g·℃)-1
聚乙烯
2.3
聚甲基丙烯酸
1.5
聚丙烯
7
热源 燃 烧
氧化反应场
辐射
传热 热分解
聚合物材料
O2
气相扩散 固相扩散
聚合物燃烧过程示意图
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二、聚合物燃烧反应
聚合物热分解产物的燃烧是按自由基链式反应进行的，其机
理与聚合物热氧降解类似，包括下述四步：
(1)链引发 (2)链增长
R H h v/Δ R · +H ·
(3)链支化
R·＋ O2 → RO2· RO2·＋ RH → ROOH ＋ R·
ROOH → RO·＋ HO·
2ROOH → ROO·＋ RO·+ H2O
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(3)链终止 R·＋ R·→ R－R
RO· ＋ RO·→ ROOR RO2· ＋ RO2·→ ROOR ＋ O2
R· ＋ HO·→ ROH
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三、影响聚合物燃烧的因素 影响聚合物燃烧的因素很多，包括作为内因的聚合物燃烧特
一系列物理和化学变化的复杂过程，一般可分为5个基 本阶段：
(1)加热升温 聚合物之所以发生燃烧，首先是因为在外部热源作 用下温度上升。热塑性聚合物此时会伴有熔融现象。
5
(2) 热分解 当聚合物受热升温至分解温度时，将发生热分解，并产 生可燃性气体和其它热分解产物，主要包括： ①可燃气体，如甲烷、乙烷、丙烷、甲醛、丙酮、一氧 化碳等； ②不燃气体，如二氧化碳、氮气等； ③液体产物，即熔融降解聚合物和预聚体； ④固体产物，如碳化物等； ⑤烟气，即悬浮于空气中的固体(如碳)颗粒。
2.2 阻燃整理
热裂解过程
分为两个方向 一个方向是纤维素脱水炭化，产生水、 一个方向是纤维素脱水炭化，产生水、二氧化碳和 固体残渣； 固体残渣； 另一个方向是纤维素通过解聚生成不挥发性的液体 左旋葡萄糖，左旋葡萄糖进一步裂解， 左旋葡萄糖，左旋葡萄糖进一步裂解，产生低分子 量的裂解产物，并形成二次焦炭。在氧的存在下 在氧的存在下， 量的裂解产物，并形成二次焦炭 在氧的存在下， 左旋葡萄糖的裂解产物发生氧化，燃烧产生大量热， 左旋葡萄糖的裂解产物发生氧化，燃烧产生大量热， 又引起更多纤维素发生裂解。 又引起更多纤维素发生裂解。 这两个反应相互竞争， 这两个反应相互竞争，始终存在于纤维素裂解的整 个过程中。 个过程中。
Ⅲ.吸热作用
某些热容高的阻燃剂在高温下发生相变、 某些热容高的阻燃剂在高温下发生相变、脱水 或脱卤化氢等吸热分解反应， 或脱卤化氢等吸热分解反应，降低了纤维材料表 面和火焰区的温度，减慢热裂解反应的速度， 面和火焰区的温度，减慢热裂解反应的速度，抑 制可燃性气体的生成。 制可燃性气体的生成。
Ⅳ.熔滴作用
分类 不燃纤维 燃烧特性
明火不能点燃
限氧指数/% 限氧指数/%
＞35
纤维种类
玻璃纤维、 玻璃纤维、金属 纤维、石棉纤维、 纤维、石棉纤维、 碳纤维等 氯纶、偏氯纶、 氯纶、偏氯纶、 芳纶、改性腈纶、 芳纶、改性腈纶、 酚醛纤维等 涤、锦、维纶、 维纶、 蚕丝、 蚕丝、羊毛等 棉、麻、粘胶、 粘胶、 丙纶、 丙纶、腈纶等
含卤素阻燃剂在高温下释放出卤原子和卤化 按下列反应消除自由基，抑制放热反应， 氢，按下列反应消除自由基，抑制放热反应， 产生阻燃作用： 产生阻燃作用： MX M′+ X· MX M′+ HX RH + X· R· + HX H·+ HX H2 + X· HO·+ HX H2O + X· M′为分解残留物 R·为活泼性较低 为分解残留物； 为活泼性较低） （M′为分解残留物；R·为活泼性较低）
电缆的阻燃等级及阻燃机理 ppt课件
PPT课件
7
电缆阻燃等级简介
CMP——FT6 CMR CMG——FT4 CM CMX——FT1
PPT课件
8
电缆材料的阻燃等级简介
PPT课件
9
电缆材料的阻燃等级简介
UL标准 V-0——对样品进行2次10s的垂直燃烧测试后，火
焰在30s内熄灭，不可以有燃烧物掉下； V-1——对样品进行2次10s的垂直燃烧测试后，火
PPT课件
6
电缆阻燃等级简介
家居级- CMX级（垂直燃烧测试Vertial Wire Flame Test） 这是 UL标准中家居级电缆（Restricted Cable）， 适用安全标准为UL1581，VW-1。实验规定试样保持垂 直，用试验用的喷灯燃烧（30，000 TU/Hr）15秒钟， 然后停止15秒钟，反复5次。合格标准为余火焰不可超过 60秒钟，试样不可烧损25%以上，垫在底部的外科用棉 不可被落下物引燃。UL1581-VW-1和IEC60332-1类似， 只是燃烧的时间不同。这种等级也没有烟雾或毒性规范， 仅用于敷设单条电缆的家庭或小型办公室系统中。这类电 缆不应成捆敷设使用，必须套管。
PPT课件
15
阻燃剂的阻燃机理
消除自由基效应——在燃烧过程中能消除 裂解或热解产生的自由基O·及OH·，使燃 烧的链反应中断，切断可燃气体的来源。
稀释效应——在燃烧时能释放出惰性气体， 稀释可燃气体以及燃烧区域中的氧浓度， 使燃烧不能进行。
PPT课件
16
阻燃剂的阻燃机理
按照使用方法，阻燃剂可分为添加型和反应型两类，目前在国内广泛采用的 是添加型阻燃剂，添加型阻燃剂又分为有机阻燃剂和无机阻燃剂。具代表性 的阻燃剂是氯系、溴系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。
纺织品的阻燃性PPT课件
2、影响燃烧性的因素 化学组成：氢、氮以及阻燃元素的含量等；
分子结构：大分子链是刚性链，形态结构规整， 微观缺陷少，大分子链密集，则结晶度高，其热 稳定性好，热裂解反应速率低，燃烧性差；
炭化倾向：纤维材料在高温作用下裂解出可燃 性气体越少，固体炭化残渣量越多，燃烧性越差；
织物组织和重量：组织越紧密，织物越不易燃 烧；单位面积的重量越重越不易引燃；
第5页/共27页
第6页/共27页
• 四、阻燃织物的加工 • 纺织材料的阻燃性主要通过两种方法获得： • 对纺织材料进行阻燃后处理而达到阻燃的目的（阻燃性会逐渐降低或消失） • 直接生产阻燃纤维（具有永久阻燃性）
第7页/共27页
根据LOI值对纤维燃烧性能的分类
化学纤维的限氧指数
第8页/共27页
自动氧指数仪
26<LOI<34 难燃
LOI>35
不燃
第4页/共27页
三、织物阻燃机理 • 目前对纤维素的阻燃机理主要有四种理论： • 覆盖论：形成隔绝作用的覆盖层 • 气体论：一种说法是阻燃剂分解出不燃性气体；
另一种是阻燃剂阻止反应的进行 • 热论：一种说法是阻燃剂高温时吸热，阻止燃
烧；另一种是纤维迅速散热使达不到燃烧温度 • 催化脱水论：主要指改变纤维的热裂解过程
• （1）可燃性指标：（表示纤维容不容易燃烧） 点燃温度；发火点 点燃温度或发火点越低，纤维越容易燃烧。
• （2）耐燃性指标（表示纤维经不经得起燃烧）
第3页/共27页
• 极限氧指数（LOI）：试样在氧气和氮气的混合气中，维持完全燃烧状态所需的 最低氧气体积分数。
• 一般认为：LOI<20 易燃
20<LOI<26 可燃
（3）覆盖论
分子结构：大分子链是刚性链，形态结构规整， 微观缺陷少，大分子链密集，则结晶度高，其热 稳定性好，热裂解反应速率低，燃烧性差；
炭化倾向：纤维材料在高温作用下裂解出可燃 性气体越少，固体炭化残渣量越多，燃烧性越差；
织物组织和重量：组织越紧密，织物越不易燃 烧；单位面积的重量越重越不易引燃；
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• 四、阻燃织物的加工 • 纺织材料的阻燃性主要通过两种方法获得： • 对纺织材料进行阻燃后处理而达到阻燃的目的（阻燃性会逐渐降低或消失） • 直接生产阻燃纤维（具有永久阻燃性）
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根据LOI值对纤维燃烧性能的分类
化学纤维的限氧指数
第8页/共27页
自动氧指数仪
26<LOI<34 难燃
LOI>35
不燃
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三、织物阻燃机理 • 目前对纤维素的阻燃机理主要有四种理论： • 覆盖论：形成隔绝作用的覆盖层 • 气体论：一种说法是阻燃剂分解出不燃性气体；
另一种是阻燃剂阻止反应的进行 • 热论：一种说法是阻燃剂高温时吸热，阻止燃
烧；另一种是纤维迅速散热使达不到燃烧温度 • 催化脱水论：主要指改变纤维的热裂解过程
• （1）可燃性指标：（表示纤维容不容易燃烧） 点燃温度；发火点 点燃温度或发火点越低，纤维越容易燃烧。
• （2）耐燃性指标（表示纤维经不经得起燃烧）
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• 极限氧指数（LOI）：试样在氧气和氮气的混合气中，维持完全燃烧状态所需的 最低氧气体积分数。
• 一般认为：LOI<20 易燃
20<LOI<26 可燃
（3）覆盖论
阻燃材料学材料阻燃性能测试方法和标准PPT课件
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表5-8 一些材料的最大比光密度和比光密度达到 D16
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表5-8 一些材料的最大比光密度和比光密度达到 D16
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表5-8 一些材料的最大比光密度和比光密度达到 D16
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第四节 释热性的测定
⑥ 火灾性能指数(FPI）。 FPI是TTI对PHRR的比值，它与 大型火灾中达到闪燃的时间(闪燃前人员可以疏散，所以此时 间即可供疏散人员的时间)有关。此值越高，火灾危险性越小 ；
⑦ CO及C02生成量； ⑧ 成炭率； ⑨ 引燃时间(TTI)。TTI是使材料整个表面产生持续发生有 焰燃烧所需的时间，通常以目视测定。 通过这些参数，可预测材料在大型燃烧试验时的释热率， 研究小型阻燃试验结果与大型阻燃试验结果的关系，并能分 析阻燃剂的性能和估计阻燃材料在真实火灾中的危险程度。
第26页/共46页
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第四节 释热性的测定
二、OSU量热仪法 ASTM E906采用OSU量热仪测定塑料的释热速率。此量 热仪的主要组成为绝热外箱(0.89m×0.46m×0.20m)、电加 热辐射板(0.35m×0.46m，辐射面积为0.25m×0.25m)及点燃 装置(见图5-12)。试验时，试样(15cm×15cm)垂直放置，与 辐射板的距离可为0～0.18m，最大热流量可为100kW/m2． 空气由入门以恒定流速通过机箱。记录空气入口和出口温度 及箱壁温度(仪器则事先用已知的气体火焰标定)，根据每单 位暴露表面的能量计算释热速率。OSU量热仪也可测定烟和 有毒气体(如CO、CO2、N0x、HCN及HBr)及氧耗量。
阻燃剂ppt教学课件-优秀PPT文档
Jimenez, M., S. Duquesne,S. Bourbigot. Intumescent fire protective coating: Toward a better understanding of their mechanism of action. Thermochimica Acta, 2006. 449(1-2): 16-26.
8
➢ 按使用方法分类
阻燃剂
添加型
反应型
有机 无机 乙烯 含氯 含羟 阻 阻燃 基衍 化合 基化
燃剂 剂 生物 物 合物
含环氧 基化合
物
❖添加型阻燃剂: 是在聚合物加工过程中，通过简单掺和不发 生化学反应的阻燃剂。
❖反应型阻燃剂: 是在聚合物制备过程中作为单体之一，通过 化学反应使它们成为聚合物分子链的一部分。它对聚合物使 用性能影响小，阻燃性持久。
2
阻燃剂能为人们做什么？
➢ 拯救生命，减少伤害和火灾的损失和不良影响
➢ 提高可燃物的着火条件
➢ 延缓火焰蔓延 ➢ 避免轰燃
点燃11分钟以后
荷兰电视 台资料
➢ 英国：1998年开始对装 饰家具和卧具实施严格的 防火标准
➢ 为达到标准必须使用阻燃 剂
➢ 火灾统计数字表明：
➢ 1988至2000挽救3200 生命
9
一、阻燃机理
1、燃烧三要素：可燃物、氧、温度（着火点）
2、极限氧指数（LOI）
在规定条件下，试样在氮、氧混合气中，维持平衡燃 烧所需的最低氧浓度（体积百分含量）。
➢ 氧指数愈高，表示材料燃烧愈 难。
➢ 可用氧指数21 作为可燃性和不 可燃性的分类标准。
聚丙烯PP
LOI 17.8
聚丙烯PP+15份APP/PER LOI 21.4
8
➢ 按使用方法分类
阻燃剂
添加型
反应型
有机 无机 乙烯 含氯 含羟 阻 阻燃 基衍 化合 基化
燃剂 剂 生物 物 合物
含环氧 基化合
物
❖添加型阻燃剂: 是在聚合物加工过程中，通过简单掺和不发 生化学反应的阻燃剂。
❖反应型阻燃剂: 是在聚合物制备过程中作为单体之一，通过 化学反应使它们成为聚合物分子链的一部分。它对聚合物使 用性能影响小，阻燃性持久。
2
阻燃剂能为人们做什么？
➢ 拯救生命，减少伤害和火灾的损失和不良影响
➢ 提高可燃物的着火条件
➢ 延缓火焰蔓延 ➢ 避免轰燃
点燃11分钟以后
荷兰电视 台资料
➢ 英国：1998年开始对装 饰家具和卧具实施严格的 防火标准
➢ 为达到标准必须使用阻燃 剂
➢ 火灾统计数字表明：
➢ 1988至2000挽救3200 生命
9
一、阻燃机理
1、燃烧三要素：可燃物、氧、温度（着火点）
2、极限氧指数（LOI）
在规定条件下，试样在氮、氧混合气中，维持平衡燃 烧所需的最低氧浓度（体积百分含量）。
➢ 氧指数愈高，表示材料燃烧愈 难。
➢ 可用氧指数21 作为可燃性和不 可燃性的分类标准。
聚丙烯PP
LOI 17.8
聚丙烯PP+15份APP/PER LOI 21.4
有机硅阻燃PPT
Thank you
由表3-9和图3-7看出，随着两种阻燃成分的增加，共混体系的 冲击强度组件降低，有机硅树脂冲击强度下降更大。根据文献， 理论上有机硅聚合物能改善材料冲击性能，但结构中苯环为刚 性结构，导致了冲击强度的降低。
结果与讨论
总结 1、PP混合体系其阻燃性能随着阻燃剂加入量的增大而增加，而 有机硅阻燃剂的阻燃性能优于有机硅树脂。 2、两种阻燃剂的加入一定程度上都会降低PP基体材料的力学性 能，有机硅树脂下降的比例更大，因为有机硅树脂中含有苯基， 与基材相容性差；而有机硅阻燃剂的中间体DOPO-丙烯酸与PP相 容性较好，所以它对PP混合体系力学性能下降较小
结果与讨论
2、有机硅阻燃剂在PP中的阻燃性能
结果与讨论
可以发现，9：1有机硅阻燃剂阻燃性能也是优于8：2有机硅阻 燃剂，将表3-5、3-6数据与表3-3、3-4对比，有机硅阻燃剂的 阻燃性能优于对应组成的有机硅树脂。
结果与讨论
3、有机硅树脂和有机硅阻燃剂与PP共混体系热性能测试
总的来说，有机硅树脂和有机硅阻燃剂的加入都提高了PP燃烧 温度，并且提高了PP的成碳性，提高了残余量。
结果与讨论4有机硅树脂和有机硅阻燃剂对pp力学性能影响结果与讨论可以看出pp基体加入有机硅树脂和有机硅阻燃剂后拉伸性能和断裂伸长率明显降低并且并添加量越大下降越严重而其中添加有机硅树脂的pp混合体系力学性能下降更明显结果与讨论5有机硅树脂和有机硅阻燃剂对pp冲击性能影响结果与讨论由表39和图37看出随着两种阻燃成分的增加共混体系的冲击强度组件降低有机硅树脂冲击强度下降更大
结果与讨论
4、有机硅树脂和有机硅阻燃剂对PP力学性能影响
结果与讨论
可以看出，PP基体加入有机硅树脂和有机硅阻燃剂后，拉伸性 能和断裂伸长率明显降低，并且并添加量越大，下降越严重， 而其中添加有机硅树脂的PP混合体系力学性能下降更明显
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2
由于各种织物用途上的差异，因此其特种整
理的内容也不同，如：根据整理的效果
棉织物 合纤织物
① 防水、拒水整理； ② 阻燃整理； ③ 防油污整理； ④ 防辐射整理； ① 亲水整理； ② 仿丝绸整理； ③ 防油污整理； ④ 防熔融整理； ⑤ 防起毛起球整理；
3
第一章 阻燃整理
一、概述： 1、概念 阻燃整理：纺织品的阻燃整理过去曾称为防
5
（4）阴燃：燃着的物质离开火源后，仍有持 续的无焰燃烧。
（5）点燃温度：在规定的试验条件下，使材 料开始持续燃烧的最低温度，通常称为着火点。
（6）热解：材料在无氧化的高温下所产生的 不可逆的化学分解。
（7）续燃时间：在规定的试验条件下，移开 (点)火源后，材料持续有焰燃烧的时间。
火焰自动熄灭。 聚氯乙烯纤维、变性聚丙烯腈纤维为难燃性纤维。
11
（4）不燃性纤维：与火焰接触也不燃烧。 石棉、玻璃纤维及金属纤维。 前两类为需要进行阻燃整理的纤维材料，后
两类属阻燃纤维材料。 织物的可燃性除了基本上决定纤维的化学组
成外，还与织物上存在的染料或整理剂、织物的 结构紧密程度以及表面光滑性有一定关系。
焦油状
（2）阻燃机理
抑制左旋葡萄糖的产生，减少热裂解产物中可燃性气
体量，增加固体炭的含量。
14
2、合成纤维的燃烧性能：
受热后软化、熔融，产生熔滴，再发生热分解作用。
（1）热分解过程 软化 氧化、分解 游离基
降解
分子链断裂
可燃性、不燃性气体
（2）阻燃机理
抑制游离基的反应，降低熔融温度。
12
各种纤维的燃烧特性
名称
燃烧性能
棉纤维
助燃，燃烧快，有阴燃
黏胶纤维 助燃，燃烧很快，无阴燃
羊毛纤维 难助燃
醋酯纤维 助燃，燃烧前熔融
锦纶6
难助燃，熔融
腈纶
立即燃烧
涤纶
难助燃，熔融
着火点（℃） （延迟10秒）
493 449 650 480 504 540 575
火焰最高温度 （℃）
860 850 941 960 875 697 855
功能整理
1
功能整理: 使织物具有某些特殊性能的整理加 工过程，称为功能整理或特种整理。
目的：满足生活、工业和国防上的某些特殊 要求。
根据织物整理后的效果，功能(特种)整理可 分为防水、防油、防火、防污及防静电、抗菌防 臭等性能的各种整理工艺。
本课将主要的几种功能整理的目的、机理、 要求和方法分别介绍一下。
8
３、织物可燃性的表示 织物的燃烧情况可用可燃性表示。织物的可
燃性可以从两方面来说： （1）着火性：即着火点的高低，表示织物起
火的难易。 （2）燃烧性能：在特定条件下，沿着样品燃
烧的速率。
9
４、可燃性测定 （ 1）燃烧速率： 将阻燃整理的织物样品按规定的方法与火焰接触一定
6
（8）阴燃时间：在规定的试验条件下，当有 焰燃烧终止后，或者移开(点)火源后，材料持续 无焰燃烧的时间。
（9）炭化：材料在热解或不完全燃烧过程中， 形成炭质残渣的过程。
（10）损毁长度：在规定的试验条件下，材 料损毁面积在规定方向上的最大长度，通常也称 为炭长。
7
（11）极限氧指数(LOI值)：在规定的试验条件下， 使材料保持燃烧状态所需氧氮混合气体中氧的最低浓度。
火整理。经阻燃整理后的织物并非接触火源不燃 烧，而只是降低了它的可燃性，能阻止火焰蔓延， 离开火源后不再燃烧，能迅速止燃（自动熄灭）。 所以纺织品的阻燃性只有相对意义，而不是 绝对的概念。
4
2、燃烧术语 （1）燃烧：可燃性物质接触火源时，产生的
氧化放热反应，伴有有焰或无焰的燃烧过程或发 烟。 （2）灼烧：可燃性物质接触火源时，固相状 态的无焰燃烧过程，伴有燃烧区发光现象。 （3）余燃：燃着的物质离开火源后，仍有持 续的有焰燃烧。
越大，织物越不易燃烧，阻燃效果就好。
10
５、各种纤维的可燃性（燃烧情况） 各种纤维由于化学组成不同，结构及物理状态的
差异，燃烧的难易不同。 （1）易燃性纤维：着火点低、燃烧速率快。 棉、粘胶纤维和醋酯纤维。 （2） 可燃性纤维：容易燃烧，燃烧速率较慢。 腈纶、羊毛、聚酰胺纤维、聚酯纤维和蚕丝。 （3）难燃性纤维：与火焰接触能燃烧，但离开后
（12）热裂解温度：物质在加热过程中开始分解或裂 解所需的最低温度；
（13）闪点：当物质加热分解所产生足够数量的可燃 性气体，与明火接触而刚好点燃时的温度称为闪点；
（14）着火点：如果达到闪点时可燃性气体能不断地 产生，则火焰温度会升高而持续燃烧，使物质刚好能达到 着火的温度称为着火点。一般高出闪点20－300C。
3、蛋白质纤维的燃烧性能：
高吸湿性，有天然的阻燃性能。
15
4、涤棉混纺织物的燃烧性能：
涤棉混纺织物的阻燃远比对其中任一组分的阻燃要困难。
原因:
(1) 因为棉是一种不熔融不收缩的易燃性纤维，当涤棉
混纺制品燃烧时，棉纤维发生炭化，对涤纶起了一种类似烛
芯的支架作用，从而阻碍了涤纶的熔滴脱离火源，使涤纶的
时间，然后移开火源。测离开火后织物的有焰燃烧、无焰 燃烧所持续的时间及损坏长度（也称炭长）。
（ 2）需氧指数：LOI或OI——oxygen index 指样品在N2、O2混合气的环境中保持烛状燃烧（有焰
燃烧）所需要氧气的最小体积分数。 低于这个值就不发 生燃烧。
∴LOI=O2/（N2+O2）ⅹ100% 需氧指数越高，说明织物燃烧时所需氧气的体积分数
自熄性减少，这就是所谓“支架效应”；
(2) 涤纶和棉两种高分子化合物或它们的裂解产物的相 互热诱导，加速了裂解产物的溢出，因此涤棉混纺织物的着 火速度比纯涤纶和纯棉要快得多；
(3) 在燃烧过程中，阻燃剂能在涤和棉两种组分间迁移。
极限氧指数 LOI值（％）
18.0 19.0 24.0 17.0 22.0 18.5 23.5
13
二、纤维的燃烧性能及阻燃方法
纤维的燃烧性能因纤维种类而异。
1、纤维素纤维的燃烧性能：
受热后不会软化、熔融，但易于分解。
（1）热裂解过程
分子链降解
形成左旋葡萄糖 脱水、缩聚
物质 分解 可燃性气体、固体炭
由于各种织物用途上的差异，因此其特种整
理的内容也不同，如：根据整理的效果
棉织物 合纤织物
① 防水、拒水整理； ② 阻燃整理； ③ 防油污整理； ④ 防辐射整理； ① 亲水整理； ② 仿丝绸整理； ③ 防油污整理； ④ 防熔融整理； ⑤ 防起毛起球整理；
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第一章 阻燃整理
一、概述： 1、概念 阻燃整理：纺织品的阻燃整理过去曾称为防
5
（4）阴燃：燃着的物质离开火源后，仍有持 续的无焰燃烧。
（5）点燃温度：在规定的试验条件下，使材 料开始持续燃烧的最低温度，通常称为着火点。
（6）热解：材料在无氧化的高温下所产生的 不可逆的化学分解。
（7）续燃时间：在规定的试验条件下，移开 (点)火源后，材料持续有焰燃烧的时间。
火焰自动熄灭。 聚氯乙烯纤维、变性聚丙烯腈纤维为难燃性纤维。
11
（4）不燃性纤维：与火焰接触也不燃烧。 石棉、玻璃纤维及金属纤维。 前两类为需要进行阻燃整理的纤维材料，后
两类属阻燃纤维材料。 织物的可燃性除了基本上决定纤维的化学组
成外，还与织物上存在的染料或整理剂、织物的 结构紧密程度以及表面光滑性有一定关系。
焦油状
（2）阻燃机理
抑制左旋葡萄糖的产生，减少热裂解产物中可燃性气
体量，增加固体炭的含量。
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2、合成纤维的燃烧性能：
受热后软化、熔融，产生熔滴，再发生热分解作用。
（1）热分解过程 软化 氧化、分解 游离基
降解
分子链断裂
可燃性、不燃性气体
（2）阻燃机理
抑制游离基的反应，降低熔融温度。
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各种纤维的燃烧特性
名称
燃烧性能
棉纤维
助燃，燃烧快，有阴燃
黏胶纤维 助燃，燃烧很快，无阴燃
羊毛纤维 难助燃
醋酯纤维 助燃，燃烧前熔融
锦纶6
难助燃，熔融
腈纶
立即燃烧
涤纶
难助燃，熔融
着火点（℃） （延迟10秒）
493 449 650 480 504 540 575
火焰最高温度 （℃）
860 850 941 960 875 697 855
功能整理
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功能整理: 使织物具有某些特殊性能的整理加 工过程，称为功能整理或特种整理。
目的：满足生活、工业和国防上的某些特殊 要求。
根据织物整理后的效果，功能(特种)整理可 分为防水、防油、防火、防污及防静电、抗菌防 臭等性能的各种整理工艺。
本课将主要的几种功能整理的目的、机理、 要求和方法分别介绍一下。
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３、织物可燃性的表示 织物的燃烧情况可用可燃性表示。织物的可
燃性可以从两方面来说： （1）着火性：即着火点的高低，表示织物起
火的难易。 （2）燃烧性能：在特定条件下，沿着样品燃
烧的速率。
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４、可燃性测定 （ 1）燃烧速率： 将阻燃整理的织物样品按规定的方法与火焰接触一定
6
（8）阴燃时间：在规定的试验条件下，当有 焰燃烧终止后，或者移开(点)火源后，材料持续 无焰燃烧的时间。
（9）炭化：材料在热解或不完全燃烧过程中， 形成炭质残渣的过程。
（10）损毁长度：在规定的试验条件下，材 料损毁面积在规定方向上的最大长度，通常也称 为炭长。
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（11）极限氧指数(LOI值)：在规定的试验条件下， 使材料保持燃烧状态所需氧氮混合气体中氧的最低浓度。
火整理。经阻燃整理后的织物并非接触火源不燃 烧，而只是降低了它的可燃性，能阻止火焰蔓延， 离开火源后不再燃烧，能迅速止燃（自动熄灭）。 所以纺织品的阻燃性只有相对意义，而不是 绝对的概念。
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2、燃烧术语 （1）燃烧：可燃性物质接触火源时，产生的
氧化放热反应，伴有有焰或无焰的燃烧过程或发 烟。 （2）灼烧：可燃性物质接触火源时，固相状 态的无焰燃烧过程，伴有燃烧区发光现象。 （3）余燃：燃着的物质离开火源后，仍有持 续的有焰燃烧。
越大，织物越不易燃烧，阻燃效果就好。
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５、各种纤维的可燃性（燃烧情况） 各种纤维由于化学组成不同，结构及物理状态的
差异，燃烧的难易不同。 （1）易燃性纤维：着火点低、燃烧速率快。 棉、粘胶纤维和醋酯纤维。 （2） 可燃性纤维：容易燃烧，燃烧速率较慢。 腈纶、羊毛、聚酰胺纤维、聚酯纤维和蚕丝。 （3）难燃性纤维：与火焰接触能燃烧，但离开后
（12）热裂解温度：物质在加热过程中开始分解或裂 解所需的最低温度；
（13）闪点：当物质加热分解所产生足够数量的可燃 性气体，与明火接触而刚好点燃时的温度称为闪点；
（14）着火点：如果达到闪点时可燃性气体能不断地 产生，则火焰温度会升高而持续燃烧，使物质刚好能达到 着火的温度称为着火点。一般高出闪点20－300C。
3、蛋白质纤维的燃烧性能：
高吸湿性，有天然的阻燃性能。
15
4、涤棉混纺织物的燃烧性能：
涤棉混纺织物的阻燃远比对其中任一组分的阻燃要困难。
原因:
(1) 因为棉是一种不熔融不收缩的易燃性纤维，当涤棉
混纺制品燃烧时，棉纤维发生炭化，对涤纶起了一种类似烛
芯的支架作用，从而阻碍了涤纶的熔滴脱离火源，使涤纶的
时间，然后移开火源。测离开火后织物的有焰燃烧、无焰 燃烧所持续的时间及损坏长度（也称炭长）。
（ 2）需氧指数：LOI或OI——oxygen index 指样品在N2、O2混合气的环境中保持烛状燃烧（有焰
燃烧）所需要氧气的最小体积分数。 低于这个值就不发 生燃烧。
∴LOI=O2/（N2+O2）ⅹ100% 需氧指数越高，说明织物燃烧时所需氧气的体积分数
自熄性减少，这就是所谓“支架效应”；
(2) 涤纶和棉两种高分子化合物或它们的裂解产物的相 互热诱导，加速了裂解产物的溢出，因此涤棉混纺织物的着 火速度比纯涤纶和纯棉要快得多；
(3) 在燃烧过程中，阻燃剂能在涤和棉两种组分间迁移。
极限氧指数 LOI值（％）
18.0 19.0 24.0 17.0 22.0 18.5 23.5
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二、纤维的燃烧性能及阻燃方法
纤维的燃烧性能因纤维种类而异。
1、纤维素纤维的燃烧性能：
受热后不会软化、熔融，但易于分解。
（1）热裂解过程
分子链降解
形成左旋葡萄糖 脱水、缩聚
物质 分解 可燃性气体、固体炭