阻燃剂研究综述样本
聚氨酯胶反应型阻燃剂
聚氨酯胶反应型阻燃剂一、引言随着社会经济的快速发展,工业和建筑领域对耐火材料的需求日益增长,而防火性能优异的聚氨酯胶反应型阻燃剂因其优异的阻燃性能和应用方便性而受到广泛关注。
本文将从聚氨酯胶的性能、聚氨酯胶的阻燃机理、聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究现状和发展趋势等几个方面进行综述,以期为相关行业提供借鉴和参考。
二、聚氨酯胶的性能聚氨酯(PU)胶是一种以异氰酸酯和多元醇为原料,经过聚合反应得到的聚合物。
聚氨酯胶具有许多独特的性能,包括优异的耐水性能、耐化学品性能、机械性能和耐氧性能。
此外,由于其可塑性好,使其可以根据不同需求进行加工和成型,广泛应用于建筑、交通运输、电子产品和家居产品等领域。
三、聚氨酯胶的阻燃机理聚氨酯胶在一定条件下易燃,一旦着火会迅速燃烧,引起严重的火灾。
因此,研制一种防火性能良好的聚氨酯胶反应型阻燃剂成为目前的研究热点。
聚氨酯胶的着火原因主要是其表面或内部受到外部热源的影响,导致其燃烧。
聚氨酯胶的阻燃机理主要包括气相阻燃和凝聚相阻燃两种方式。
气相阻燃是指通过添加的阻燃剂在燃烧时与燃烧产物发生化学反应,从而促进燃烧过程的中断。
而凝聚相阻燃是指阻燃剂在聚氨酯胶燃烧时生成的稳定氧化还原反应产物,形成燃烧层,延缓燃烧速度。
四、聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究现状近年来,随着人们对聚氨酯胶反应型阻燃剂需求的增加,相关研究取得了一系列突破性成果。
目前,常用的聚氨酯胶反应型阻燃剂主要包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂和氢氧化铝等。
磷系阻燃剂主要是指通过加入含磷化合物,阻燃效果显著。
氮系阻燃剂在聚氨酯胶中通过生成惰性气体和炭层来抑制燃烧。
硅系阻燃剂主要是通过抑制燃烧产物的传热和反应,从而起到阻燃作用。
氢氧化铝的阻燃作用主要是通过其吸热和隔热的物理作用来抑制燃烧。
五、聚氨酯胶反应型阻燃剂的发展趋势随着科学技术的不断进步,人们对聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究也在不断深入。
未来,聚氨酯胶反应型阻燃剂的发展趋势主要包括以下几个方面:一是以环保为导向的研究,重点发展无卤素和低卤素燃烧阻燃剂。
阻燃文献综述
常州大学硕士学位论文开题文献综述报告报告题目环氧树脂阻燃技术研究进展Research Progress in Flame Retardant of Epoxy Resin论文题目环氧树脂/无机纳米复合材料的制备与协效阻燃性能研究Preparation and Synergist Flame Retardancy of Epoxy Resin/inorganic Nanocomposites学号10101139姓名周磊导师庄韦俞强研究方向聚合物基复合材料二级学科高分子化学与物理一级学科化学学院材料科学与工程学院2011年 10 月 15 日环氧树脂阻燃改性研究进展环氧树脂(EP)是含有两个或两个以上环氧基团,以脂肪族、脂环族或芳香族链段为主链的高分子预聚物,是一类十分重要的热固性树脂。
它因具有粘结强度高、稳定性好、收缩率低、机械强度高以及可加工型好等优点,在国民经济的各个领域都得到了广泛应用,如涂料、胶黏剂1、绝缘材料、工程构件以及先进复合材料等2。
但是环氧树脂热稳定性不高,氧指数(LOI)仅为19.8%,属于比较容易燃烧的聚合物材料。
这对环氧树脂的广泛应用造成了极大的影响。
而且,环氧树脂作为一种合成的高分子材料,在热裂及燃烧时可产生大量热量和烟尘,给人们的生命安全带来了重大威胁。
为此对环氧树脂进行阻燃改性势在必行。
1环氧树脂的燃烧及阻燃机理1.1环氧树脂的燃烧历程环氧树脂的燃烧是一个十分复杂的物理化学过程,但是在燃烧之前,不外乎也要经历热解、燃烧释热和生烟三个过程,同时也需要可燃物、温度和氧气浓度这三个必要的因素。
环氧树脂的燃烧过程可以大致描述如下:燃图 1 环氧树脂的燃烧历程环氧树脂在空气中受到外部热源提供的热量,使得基体温度逐渐升高,大分子链段运动加剧;随着温度的持续升高,分子链中热稳定性能较差的弱键开始断裂,并逐渐引发一系列的自由基分解反应,同时生成残渣和一系列可燃性小分子如CO、丙酮、甲烷、酚类化合物等,可燃性气体向固体表面进行扩散;大量可燃性气体汇聚于固体表面与空气混合形成燃烧反应的“燃料”,燃料到达一定温度后点燃并释放出热量,其中一部分热量向聚合物基体辐射。
丙烯酸阻燃文献综述
FMMA达到自熄的效果。
现如今SnX4的阻燃机理还不是很明确,但加入后树脂SnX4的透明度和透光性都没有影响,还不会使树脂的硬度等应用性能下降。
日前,SnX4的新品种已经问世,由美国的Alcan公司提供的Flamtard H(锡的氢氧化物), 最高耐温度达204 ℃。
1.2有机型阻燃剂有机型阻燃剂克服了无机型阻燃剂需要大量填充以及会降低树脂加工性能和物理性能等缺点,得以广泛使用。
主要有卤系、磷系。
1.2.1 有机卤系阻燃剂使用有机卤系阻燃剂来探究丙烯酸系树脂阻燃性的研究很少,因为这种阻燃剂稳定性较差、毒性高,含卤量又高,对环境的染较严重,又加上有机磷系和有机卤一磷系阻燃剂对丙烯酸系树脂的优异阻燃效果。
所以,这类阻燃剂不是人们青睐,现存的的种类不过寥寥几种。
1.2.2有机磷系阻燃剂这是种集阻燃和增塑于一体的阻燃剂,不仅能良好的与树脂相溶,还能保持材料的透明性,拥有极高的商业价值。
尤其是在近几年,国际无卤化阻燃运动愈演愈烈,国内外对此种阻燃剂进行了大量研究。
除考虑此类阻燃剂阻燃效果以外,在丙烯酸系树脂中的稳定性、抗迁移性也是重点考虑的问题。
主要生产了磷酸酯类,亚磷酸脂类。
二、丙烯酸树脂阻燃的发展前景2.1添加型阻燃剂将继续被大量使用丙烯酸系树脂的添加型阻燃剂主要是磷酸酯类,这类阻燃剂虽比较适用于丙烯酸系树脂的阻燃,但它不利的方面也无法被人们所忽视。
因为其挥发性高、易分解的特性,使涂料阻燃效果不佳,在阻燃的持久性上表现不佳;又因为分子量较低,让涂料在机械性能上受到了比较大影响。
例如,氢氧化铝(ATH)作为用量最大的安全卫生型无机阻燃剂,就存在着一个大问题---若不大量填充,就没有良好的阻燃效果,但是填充量增大势必会导致树脂成型后的流动性变差,继而让合成材料的加工机械性能下降。
国外通常通过“协同效应”来克服这些缺点,以减少阻燃剂对树脂其他性能的不利影响。
在国内,这方面的研究无论从理论还是从实际运用上都相对较少。
聚丙烯阻燃性能的研究 文献综述
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 聚丙烯阻燃性能的研究+文献综述摘要:本论文首先考察了膨胀型阻燃剂(IFR)如:聚磷酸铵、季戊四醇,及氢氧化镁分别对聚丙烯(PP)的阻燃性能研究,结果表明,各单组分分别制备的聚丙烯材料当添加量达到30%,氧指数最高一组为23.8,但拉伸强度仅为7.55;为改善添加阻燃剂的聚丙烯材料的阻燃性能,论文进一步探讨了这三种阻燃添加剂二元复合体系的PP材料的阻燃性能,研究结果表明,APP/PER/PP阻燃材料存在协同效应具有很高的氧指数,为35.8,但同样其材料的拉伸强度大幅下降,为10.92MPa;最后论文研究了含APP/PER/Mg(OH)2三元复合添加体系的PP材料的阻燃性能,并对添加剂的配比进行了优化,结果表明,当添加剂配比为APP/PER/Mg(OH)2配比为1:2:1时,材料氧指数为23.9,拉伸强度为20.48MPa,阻燃性能较好,且力学性能达到要求。
6527关键词:聚丙烯;膨胀阻燃剂;聚磷酸铵;季戊四1 / 20醇;氢氧化镁Flame Retarding Performance of PolypropyleneAbstract:this paper first examines the expansion type flame retardant (IFR) such as: ammonium polyphosphate, pentaerythritol,and magnesium hydroxide flame retardant properties of polypropylene (PP).Results show that each single component of polypropylene prepared homemade materials even if the content reached 30%, oxygen index of the highest group was 23.8, but the tensile strength of only 7.55.Added to improve the flame retardant properties of fire retardant polypropylene material, the paper further discusses the three kinds of flame retardant additives binary compound system of the flame retardant properties of PP material.Research results show that the APP/PER/PP flame retardant material has synergistic effect of high oxygen index, at 35.8, but the same material tensile strength dropped sharply, to 10.92MPa.Finally thesis research including APP/PER/Mg(OH)2 ternary composite flame retardant properties of PP material adding system,and the ratio of additive was optimized,when the additive---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------proportion of APP/PER/Mg(OH)2 ratio of 1:2:1, materials for oxygen index was 23.9, the tensile strength of 20.48MPa, good flame retardant performance, and mechanical performance meet the requirements.4.3 聚磷酸铵/氢氧化镁二元复合体系的阻燃性能及力学性能分析154.4 季戊四醇/氢氧化镁二元复合体系的阻燃性能及力学性能分析164.5 小结175 APP/PER/Mg(OH)2三元复合阻燃体系研究18 5.1 引言185.2 APP/PER/Mg(OH)2三元复合体系阻燃正交实验设计及结果183 / 205.3 APP/PER/Mg(OH)2三元复合阻燃体系的配方优化195.3.1 氧指数结果分析195.3.2 拉伸强度数据分析205.3.3 正交实验数据综合分析以及最佳配比的选择216 结论226.1本论文的主要研究成果与结论226.2存在的问题与展望22致谢23参考文献241 绪论---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 1.1引言聚丙烯为重复单元为的聚合物。
阻燃剂应用研究综述
综述与专论阻燃剂是用以提高材料抗燃性,即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂[1]。
随着现代科技的飞速发展,高分子合成材料被更广泛和深入的应用于社会的各个领域。
但由于这类材料的可燃性引起的火灾而带来的经济资源损失也是巨大的,人们不断开发阻燃剂以将这种危害减小至最低程度,因此高分子材料难燃科学作为高分子材料科学的热点课题受到关注[2]。
作为塑料行业中仅次于增塑剂的第二大添加剂———阻燃剂的研究开发步伐正在不断加快,以适应更高的阻燃要求。
本文综述了国内外几种主要类型阻燃剂的开发应用,并介绍了新型阻燃材料、阻燃技术在阻燃剂中的应用。
就阻燃元素来看,可以把阻燃剂分为无机和有机两大类。
1无机阻燃剂1.1铝-镁系该系阻燃剂以氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁为代表,ATH是现有无机阻燃剂中的最主要一种。
它们均为填料型阻燃剂,其阻燃机理是受热分解吸收蒸发潜热,使温度下降,同时生成的水蒸汽起稀释作用。
由于该系阻燃剂的“绿色”性强———无毒无卤、价格低廉、易于储存、来源丰富,加之其出色的持久的阻燃效果和热稳定性,被广泛应用于聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、PVC等。
氢氧化镁分解温度更高,消烟能力更强,正在受到阻燃界的重视。
但该系阻燃剂也存在不足之处,ATH的填冲量大,对基材的物性和机械性能有很大影响;Mg(OH)2与高聚物的相容性较差,且能降低高聚物的加工性能等。
这些缺点是不可忽视的,故须对ATH和氢氧化镁进行技术处理,改善其阻燃效率,降低其对基材的影响。
主要集中在对阻燃剂的表面改性处理,主要是采用偶联剂(多为有机硅烷和钛酸脂类)大分子键合方式处理,ATH的效果优于偶联剂[3]。
对ATH和氢氧化镁的粒径粒度分布进行调整,趋于超细级,阻燃剂应用研究综述陈建(淮北煤炭师范学院化学系,安徽淮北235000)摘要:综述了主要无机和有机类阻燃剂的阻燃机理及应用,介绍了国内外目前在阻燃剂方面研究的新情况及广泛应用于阻燃的技术,并展望了阻燃剂的未来发展趋势.关键词:阻燃剂;阻燃机理;新技术;发展趋势中图分类号:O613文献标识码:A文章编码:1006-253x(2007)10-025-5AReviewofFlameRetardant’sApplicationCHENJian(DepartmentofChemistry,HuaibeiCoalIndustryTeachersCollege,huaibei235000,Anhui,China)Abstract:Themechanismofmainkindsofinorganicandorganicflameretardantagentsandtheirapplicationsweresummarized,andnewconditionsaboutflameretardantagentsandtechnologiesthatusedextensivelyinflameretardantwerealsointroduced.Thefuturedevelopmenttrendofflamere-tardantagentswerepredicted.Keywords:flameretardant;mechanismofflameretardant;newtechnique;trendindevelopment收稿日期:2007-7-9作者简介:陈建(1965-),男,副教授,主要从事无机化学教学与研究。
阻燃材料的研究及应用综述
第17期 收稿日期:2019-06-05基金项目:2018年横向项目(2018H65)作者简介:廖立敏(1981—),湖南祁阳人,硕士,副教授。
阻燃材料的研究及应用综述廖立敏,李建凤,黄 茜(内江师范学院化学化工学院,四川内江 641100)摘要:对阻燃剂及应用、阻燃材料的种类、特点及应用现状和发展趋势进行了分析和综述,为新型阻燃材料的开发提供一定的参考。
阻燃剂、阻燃材料种类繁多,目前主要应用的有氢氧化镁阻燃材料、氢氧化铝阻燃材料、卤素阻燃材料、红磷阻燃材料、二氧化硅阻燃材料等,各种阻燃材料各具有优缺点。
新型廉价、燃烧过程无烟、无有毒有害气体产生、阻燃性能良好的阻燃剂及阻燃材料是未来的发展趋势。
关键词:阻燃;材料;阻燃剂中图分类号:TQ314.24+8 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2019)17-0087-02ResearchandApplicationofFlameRetardantMaterialsLiaoLimin,LiJianfeng,HuangXi(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,NeijiangNormalUniversity,Neijiang 641100,China)Abstract:Thetypes,characteristics,applicationstatusanddevelopmenttrendofflameretardantsandapplications,flameretardantmaterialswereanalyzedandsummarized,whichprovidedareferenceforthedevelopmentofnewflameretardantmaterials.Therearemanykindsofflameretardantsandflameretardantmaterials.Atpresent,therearemainlymagnesiumhydroxideflameretardantmaterials,aluminumhydroxideflameretardantmaterials,halogenflameretardantmaterials,redphosphorusflameretardantmaterials,silicaflameretardantmaterials,etc.Flameretardantmaterialseachhaveadvantagesanddisadvantages.Anewtypeoflow-cost,smoke-freecombustionprocess,notoxicandharmfulgases,flameretardantandflameretardantmaterialsarethefuturedevelopmenttrend.Keywords:flameretardant;material;flameretardant 阻燃材料应用广泛,尤其在高层建筑中阻燃材料对于防止或减轻火灾而导致的损失起到举足轻重的作用。
3000字--无卤阻燃剂的研究与应用进展
无卤阻燃剂的研究与应用进展胡鑫高分子材料与工程专业0902班学号090103033摘要综述了无卤阻燃剂具有阻燃、安全、无毒、对环境基本无污染等优点,目前已迅速推广。
应用无机金属化合物阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂及氮系阻燃剂等几类新型的无卤阻燃剂的目前研究发展情况,简要介绍了其有关阻燃机理及将来的发展方向。
关键词:无卤阻燃剂阻燃机理阻燃技术应用进展引言高分子材料用途广泛,但几乎所有的高分子材料都易燃烧,一部分高分子材料燃烧时会产生大量的有害气体和烟雾,由此而带来的火灾隐患已成为全球关注的问题。
高分子材料阻燃剂应运而生,溴系阻燃剂是最早使用的一类阻燃剂,由于价廉、阻燃效率高和优异的性价比等特点,在阻燃剂中占主导地位。
当前,卤素阻燃剂仍占主导地位,但其发烟量大,燃烧时释放出卤化氢气体,进而吸水形成具有强腐蚀性的氢卤酸而造成二次公害[1],欧盟已从2006年7月1日起,在电子产品中停止使用溴系阻燃剂。
基于以上原因,目前科学家和技术人员更多的关注于无卤阻燃剂的研究上,对无卤阻燃剂的研究已成为热点[2-3]。
1 阻燃剂作用机理1.1隔离作用燃烧时,阻燃剂在高分子材料表面形成一层覆盖膜,阻止了热和物质的传递,进而阻止燃烧。
形成覆盖膜的方式有两种:一种是阻燃剂在高温下分解成不挥发的玻璃状致密物质,覆盖在高分子材料的表面,起到隔离作用;另一种是在高温下,阻燃剂的热降解产物促进高分子材料表面迅速脱水炭化,形成炭化层,利用单质炭不产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧,达到阻燃的效果。
1.2冷却作用高温时,阻燃剂发生脱水吸热,相变、分解或其他吸热反应,降低了高分子材料表面和燃烧区域的温度,阻止或减缓了高分子材料的热降解,降低了可燃性气体产生量,最终破坏了维持高分子材料持续燃烧的条件,达到阻燃目的。
1.3游离基的捕获作用高分子材料在燃烧过程中产生大量的游离基O·和OH·,促进了气相燃烧反应,如果能够设法消除这些游离基,切断游离基的连锁反应,就可以控制燃烧,从而达到阻燃的目的。
阻燃剂研究与应用进展及问题思考
阻燃剂研究与应用进展及问题思考一、本文概述阻燃剂作为一种重要的化学助剂,广泛应用于各类材料中以提高它们的阻燃性能,对于保障人们的生命财产安全具有极其重要的意义。
随着科技的发展和环保要求的提高,阻燃剂的研究与应用面临着越来越多的挑战和机遇。
本文旨在对阻燃剂的研究与应用进展进行系统的综述,分析当前阻燃剂发展中存在的问题,并提出相应的思考和建议。
文章首先回顾了阻燃剂的发展历程,然后重点介绍了阻燃剂的分类、阻燃机理、研究方法及其在各个领域的应用情况。
在此基础上,文章进一步探讨了阻燃剂在应用过程中存在的问题,如环境污染、阻燃性能与材料性能的平衡、阻燃剂的耐久性等,以期为未来阻燃剂的研究与应用提供有益的参考和启示。
二、阻燃剂的研究进展阻燃剂的研究在近年来取得了显著的进展,这主要得益于新材料技术的发展和对火灾安全问题的持续关注。
阻燃剂的研究领域广泛,涵盖了无机阻燃剂、有机阻燃剂以及纳米阻燃剂等多个方面。
无机阻燃剂以其良好的热稳定性和无毒无害的特性受到广泛关注。
其中,金属氧化物、氢氧化物等无机阻燃剂在聚合物材料中的应用已经得到了深入研究。
它们通过吸收热量、释放水蒸气等方式,起到阻燃作用。
无机阻燃剂与其他阻燃剂的复合使用,进一步提高了阻燃效果和材料的综合性能。
有机阻燃剂方面,磷系阻燃剂和卤系阻燃剂是研究热点。
磷系阻燃剂主要通过在燃烧过程中形成磷酸或偏磷酸等玻璃状物质,覆盖在材料表面,隔绝氧气和热量,从而达到阻燃效果。
卤系阻燃剂则通过在高温下释放卤化氢等自由基抑制剂,中断燃烧链反应。
然而,卤系阻燃剂在使用中可能会产生有毒气体,因此在环保要求日益严格的今天,其应用受到了一定限制。
纳米阻燃剂是阻燃剂领域的新兴研究方向。
纳米材料具有独特的物理化学性质,如大比表面积、高活性等,使得纳米阻燃剂在阻燃性能方面表现出优异的效果。
例如,纳米金属氧化物、纳米碳材料等,在聚合物中添加少量即可显著提高阻燃性能。
然而,纳米阻燃剂的制备成本高、分散性差等问题,限制了其在实际应用中的推广。
阻燃剂调查分析报告
阻燃剂的调查分析报告阻燃剂的作用是阻止材料引燃或抑制火焰传播。
橡胶和塑料等高分子材料的耐热和耐燃性能较差阻燃剂,可提高橡塑制品的使用安全性能,因此成为橡塑制品加工的重要添加剂之一。
世界各国对防灾减灾日益重视,安全环保领域的立法也日趋完善,大大促进了阻燃剂的研究开发和生产使用,阻燃剂已成为精细化工领域的重要产品之一。
国内阻燃剂的研发工作始于19世纪60年代,经过多年的发展,虽然有了较大的进步,但整体工艺技术和应用技术水平仍落后于世界发达国家,因此阻燃剂特别是环保型阻燃剂的研究开发十分重要。
1 阻燃剂的产品分析1.1 阻燃剂的定义阻燃剂又称难燃剂,耐火剂或防火剂,赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂,是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂,广泛应用于各类装修材料的阻燃加工中。
经过阻燃剂加工后的材料,在受到外界火源攻击时,能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播,从而达到阻燃的作用。
1.2 阻燃剂的分类根据不同的划分标准可将阻燃剂分为以下几类:按所含阻燃元素分类:按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂等几类。
按组分的不同分类:按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。
按使用方法分类:按使用方法的不同可把阻燃剂分为添加型和反应型。
1.3阻燃剂概述(1)有卤阻燃剂情况介绍含卤阻燃剂(特别是溴系阻燃剂)被广泛用于高分子阻燃材料,并起到了较好的阻燃作用。
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。
国内阻燃剂市场的主流品种,主要有溴系和氯系两种。
溴系阻燃剂是目前效能最佳品种最多的卤系阻燃剂,与氯系阻燃剂相比,同质量的溴系阻燃剂阻燃效能是氯系的2倍。
目前市场上溴系代表产品有十溴联苯醚(DBDPO)、八溴联苯醚(OBDPO)、六溴环十二烷(HBCD)等。
氯系主要产品为氯化石蜡(氯烃-42,52,70)和全氯戊环癸烷。
阻燃剂综述
无机阻燃剂氢氧化镁研究综述摘要:近年来氢氧化镁阻燃剂越来越受到人们的关注。
本文综述了氢氧化镁的阻燃消烟机理, 并对氢氧化镁阻燃剂制备及改进的方法进行了阐述,进而对氢氧化镁阻燃剂的发展趋势及应用前景作出了展望。
关键词:阻燃机理制备方法改进现状前景0前言在当代社会, 塑料被大量地应用于社会生活的各个领域, 但大多数塑料材料容易燃烧, 因而, 这些不具备阻燃性能的塑料一旦燃烧起来,就会引发连续燃烧, 那样往往就会引起火灾。
为此, 目前在塑料中使用了具有阻燃性能的树脂或添加阻燃剂。
在实际使用中配合了阻燃剂的塑料材料在燃烧时, 产生的有害气体和烟尘大大地影响了人们逃离、救助、灭火等措施。
从以往发生火灾的教训来看, 在全力开发阻燃剂的同时, 以低毒性、低发烟性为目标的无机类阻燃剂氢氧化镁颇为引人注目。
氢氧化镁[Mg( OH )2, 简称[ MH ]属于添加型无机阻燃剂, 与同类无机阻燃剂相比, 除使高分子材料获得优良的阻燃效果之外, 还能够抑制烟雾和卤化氢等毒性气体的生成, 即氢氧化镁具有阻燃、消烟和填充三重功能, 同时赋予材料无毒性, 无腐蚀性等特点[1]。
氢氧化镁阻燃剂可广泛地应用于聚丙烯、聚乙稀、聚氯乙烯和ABS等塑料行业.1、氢氧化镁的阻燃及消烟机理1.1氢氧化镁的阻燃机理氢氧化镁在受热时(340-490度)发生分解吸收燃烧物表面热量到阻燃作用;同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气,分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。
1.2氢氧化镁的消烟机理氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生,而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾,活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物,从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴,是一种新兴的环保型无机阻燃剂。
2、氢氧化镁阻燃剂的传统制备方法2.1氢氧化钙法以卤水或其他可溶性镁盐为原料,使之与石灰乳反应,生成氢氧化镁沉淀,反应方程如下:MgC12+Ca(OH)2→CaC12+Mg(OH)2↓该方法的优点是:氢氧化钙廉价易得,有较高的工业应用价值,产品粒度小(通常低于 0.5μm)。
阻燃剂分散化学法研究报告
阻燃剂分散化学法研究报告阻燃剂分散化学法研究报告摘要:阻燃剂是一种能够减缓火焰蔓延速度,降低火灾危害的重要材料。
本研究通过分散化学法制备了一种新型的阻燃剂,通过对制备过程及其材料性能的测试与分析,证明了该阻燃剂具有良好的阻燃性能和分散性,可望在火灾防治领域得到广泛应用。
1. 引言火灾是一种不可忽视的安全隐患,其给人们的生命财产带来严重威胁。
阻燃剂是一种能够减缓火焰蔓延速度,降低火灾危害的材料。
目前,阻燃剂的研究主要集中在寻找更具阻燃性能的材料和制备方法上。
本研究通过分散化学法制备了一种新型的阻燃剂,并对其进行了性能测试和分析。
2. 实验方法2.1 材料制备本实验使用XX物质作为阻燃剂的基础材料,并通过分散化学法将其制备成纳米级阻燃剂。
具体制备过程如下:首先,将XX物质溶解在有机溶剂中,搅拌至完全溶解。
然后,将溶液缓慢滴加到搅拌中的粘结剂中,形成纳米级颗粒。
最后,将颗粒进行干燥处理,制备成最终的阻燃剂。
2.2 性能测试和分析分散化学法制备的阻燃剂进行了一系列的性能测试和分析,主要包括以下几个方面:- 阻燃性能测试:使用燃烧性能测试仪对样品进行火焰延时、燃烧温度等测试,评价阻燃剂的阻燃性能。
- 热稳定性测试:通过热重分析仪测试样品在高温下的稳定性,评估其在实际应用中的效果。
- 分散性测试:采用动态光散射仪测试样品的分散性,分析阻燃剂的分散效果。
- 界面性能测试:使用接触角测量仪测试样品在不同表面的润湿性,评价其在应用中对基底材料的粘附能力。
3. 结果与讨论经过性能测试和分析,得到了以下结果:首先,分散化学法制备的阻燃剂在燃烧性能测试中表现出了良好的阻燃效果,延迟了火焰的传播速度,有效减少了火灾危害。
其次,阻燃剂在高温下表现出了较好的热稳定性,具备了在实际应用中长时间保持阻燃效果的潜力。
此外,阻燃剂的分散性和界面性能也较为优良,能够在基底材料上均匀分散,并具备较好的粘附能力。
4. 结论本研究通过分散化学法成功制备了一种新型的阻燃剂,并对其进行了全面的性能测试和分析。
织物阻燃剂项目可行性研究报告范文
织物阻燃剂项目可行性研究报告范文一、项目背景和目标随着社会经济的快速发展和人民生活水平的提高,对织物产品的需求正在不断增长。
然而,由于火灾引起的人员伤亡和财产损失日益严重,安全性问题成为制约织物产品发展的重要因素之一、因此,研发一种高效的织物阻燃剂成为当前的需求。
本项目旨在研究和开发一种可行的织物阻燃剂,通过加工处理,使织物具有防火性能,从而提高人们在织物产品使用过程中的安全性。
二、市场分析随着楼房、汽车、航空、航天等领域的发展,对织物阻燃剂的需求将大幅增加。
此外,织物阻燃剂也可以应用于航海、电力、煤矿等高温和易燃物环境,其市场潜力巨大。
三、技术可行性1.熟练掌握阻燃剂生产技术。
通过学习和吸收国内外相关的阻燃剂生产技术,结合实际情况进行改进和创新,达到提高阻燃剂生产效率和降低成本的目的。
2.根据织物材料的不同特性,研发出适用于各类织物的阻燃剂。
通过严格的测试和检验,确保阻燃剂与织物材料之间的相容性和稳定性。
3.优化织物加工工艺,确保织物阻燃剂的效果。
通过改进织物加工工艺,增加阻燃剂的附着力和耐久性,提高织物的阻燃性能。
四、资源评估项目所需的资源主要包括人力、资金和设备等:1.人力资源:需要拥有一支高素质的研发团队,能够掌握先进的阻燃剂生产技术和织物加工技术,具备项目研发和推广的经验。
2.资金投入:项目需要投入大量的研发资金,以购买原材料、设备和测试仪器等,并确保项目的可持续运营,包括人员工资、生产成本等。
3.设备支持:项目需要拥有一系列现代化的生产设备和实验室设备,以保证阻燃剂的质量和稳定性,并进行必要的测试和分析。
五、风险评估项目在进行可行性研究过程中,需要关注以下几个风险:1.技术风险:阻燃剂的研发需要经验和技术积累,可能面临技术难题和困难。
因此,需要建立合理的研发计划,并与相关的科研机构进行合作,分享技术资源和经验。
2.市场风险:织物阻燃剂市场需求与供应之间的不匹配可能会影响项目的可行性。
环保型阻燃剂的开发与应用研究
环保型阻燃剂的开发与应用研究随着社会进步和环保意识的逐渐加强,人们对于阻燃材料的要求也越来越高。
这种环保型的阻燃剂不仅要满足材料本身的阻燃要求,更要在使用过程中不对环境造成任何污染或损害。
本文将探讨环保型阻燃剂的开发与应用研究。
一、环保型阻燃剂的开发1.1 环保型阻燃剂的概述环保型阻燃剂是以无机矿物、有机物或其复合物为基础,采用新技术和新工艺研制而成的一种环保型阻燃材料。
它所具有的特点是对环境无害、无毒、无污染,且阻燃效果良好,适用于多种材料。
1.2 环保型阻燃剂的生产工艺环保型阻燃剂的生产工艺一般分为物理法、化学法和物化联合法三种。
物理法是指用物理方法制得的阻燃材料,如离子交换、分子筛法等;化学法是指用化学合成方法得到的阻燃材料,如锆钛酸铝等;物化联合法是指将物理法和化学法结合起来,如磷酸铵和熔融法等。
1.3 环保型阻燃剂的特点环保型阻燃剂具有以下特点:(1)阻燃效果好:环保型阻燃剂可以有效地提高材料的阻燃性能和热稳定性,可以使材料具有更好的抗燃性能。
(2)无毒无害:环保型阻燃剂一般是由安全环保的原材料制成的,因此对人体和环境无害,符合环保要求。
(3)适用范围广:环保型阻燃剂可以用于各种材料的阻燃中,如塑料、橡胶、纺织品、木材等,具有很广的应用范围。
二、环保型阻燃剂的应用研究2.1 塑料材料中的应用目前,在塑料工业中,环保型阻燃剂已被广泛应用。
比如,阻燃PP和阻燃ABS等新型材料已成功开发,大大提高了材料的性能指标。
2.2 木材材料中的应用由于木材本身不具备阻燃性能,因此需要通过添加阻燃剂来提高其防火性能。
环保型阻燃剂可以使木材表面形成难燃层,有效地防止了火灾的发生,提高了木材的安全性能。
2.3 纺织品材料中的应用在纺织品工业中,环保型阻燃剂被广泛应用于各种防火面料、阻燃窗帘、防火床上用品等。
其中最常用的环保型阻燃剂是氨基硅油,能够使织物表面形成一层防火层,有效阻止火势的蔓延。
2.4 未来研究趋势虽然环保型阻燃剂在各个领域中都得到了广泛应用,但是还存在一些问题需要解决。
阻燃剂研究综述
阻燃剂研究综述1.阻燃剂的涵义阻燃剂又称难燃剂, 耐火剂或防火剂, 赋予易燃聚合物难燃性功能, 用以提高材料抗燃性, 即阻止材料被引燃及克制火焰传播的助剂。
重要合用于阻燃合成和天然高分子材料(涉及塑料、橡胶、纤维、纸张、涂料等)。
采用阻燃材料有助于延迟或防止高分子材料的燃烧, 使其点燃时间增长, 点燃自熄或难以点燃。
有助于保证各种制品的安全及减少人们的生命和财产损失。
2.阻燃剂的重要历史性发展[1]1966年, Fenimore和Martin根据材料在不同氧浓度中的燃烧情况, 反复测定了使材料连续燃烧所需的最低氧浓度, 得到了很好的反复性, 提出了“氧指数”的概念, 从而使得阻燃材料的燃烧性能有了科学的定性手段, 对现代阻燃科学技术产生了深远的影响, 并得到了广泛的应用。
随着现代科技的进步, 许多先进的分析测试仪器和解决方法如傅里叶变换红外光谱仪、热分析技术、X射线光电子能谱(XPS)、锥形量热仪( Cone Calorimeter)等被应用于阻燃研究, 成为阻燃科学理论研究的有效手段。
3.阻燃剂的分类[1]按阻燃剂与被阻燃基材的关系, 阻燃剂可分为添加型和反映型两大类, 目前使用的阻燃剂85%为添加型, 仅有15%为反映型。
前者多用于热塑性高聚物, 后者多用于热固性高聚物。
按阻燃元素种类, 阻燃剂可分为卤素(溴系及氯系)、有机磷系及卤-磷系、磷-氮系、氮系、硅系、锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、锡系等。
前五类属于有机类, 后几类属于无机类。
近年来, 出现一类新的“膨胀型阻燃剂”, 它们是磷-氮化合物或者混合物。
人们对阻燃高聚物, 较少采用单一的阻燃剂, 往往是采用多种阻燃剂的复配系统, 以发挥协同阻燃效应或同时提高材料的多种阻燃性能。
3.1溴系阻燃剂溴系阻燃剂之所以受到人们如此青睐, 其重要因素是他的阻燃效率高, 价格适中, 这是其他阻燃剂难以匹敌的。
另一方面是溴系阻燃剂的品种多, 合用范围广, 并且溴的来源充足。
木材阻燃剂项目可行性研究报告-模版
木材阻燃剂项目可行性研究报告-模版
具体如下:
报告摘要:本研究针对抗火木材阻燃剂项目,进行可行性研究,针对
抗火木材阻燃剂的设计原则、技术要点、经济可行性及社会影响等几个方
面进行了较深入的探讨,并结合实际情况提出了实施此项目的技术方案、
投资方案及环境影响评价报告等。
研究结果表明:此项目可行性强,经济
效益显著,社会综合效益较高,安全环保可控。
1、研究背景
作为一种日益重要的新型建筑材料,木材具有较好的节能环保特点。
但是随着木材使用年限的延长,夏季高温和多雨天气,木材容易导致燃烧,储存安全隐患大,因此需要找到一种可有效缓解木材燃烧隐患的阻燃剂。
2、抗火木材阻燃剂原理
抗火木材阻燃剂是一种阻止木材着火的特殊材料,通过涂敷于木材表面,抑制木材的燃烧反应,形成一层保护膜,从而抑制火线的传播,使火
势无法扩散,使整体着火时间降低,最终达到火灾的抑制和防控的目的。
3、抗火木材阻燃剂的设计原则
抗火木材阻燃剂的设计原则主要集中在以下几个方面:
(1)安全性:抗火木材阻燃剂必须具备良好的安全性,其中包括安
全涂装,可用于原材料生产;。
阻燃剂的研究及发展概况
阻燃剂的研究及发展概况1 前言随着城市建筑的密集化、房屋建筑的高层化和建筑结构的轻型化,合成高分子材料广泛应用于各类领域,与人们的生活密切相关,直接影响着人们的工作生活。
但在可燃、易燃物中,容易引起火灾的材料大部分是有机高分子化合物,有极大的潜在火灾危险性。
由于高分子材料被引燃导致火灾发生的情况越来越频繁,对高分子材料的阻燃已经引起人们的高度重视。
如何提高合成材料的阻燃性能,减少可燃物的燃烧危险性及燃烧时释放出的有毒气体,减少人民的生命财产损失,已经成为研究人员研究的课题。
研究人员研究发现,通过添加阻燃剂或者通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团,能有效提高材料的抗燃性,阻止材料被引燃及抑制火焰的传播。
在此基础上,世界各国研究人员对阻燃技术进行深入的探讨研究,并研制开发出了一系列阻燃性能良好的阻燃材料。
阻燃剂便是这其中一种,适用于合成材料的阻燃,有很好的阻燃效果。
现就阻燃剂发展概况进行分析讨论。
2 阻燃剂的类型阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要,预防火灾发生,保护人民生命财产而发展起来的一门科学。
阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用,它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂,广泛应用于各类装修材料的阻燃加工中。
经过阻燃剂加工后的材料,在受到外界火源攻击时,能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播,从而达到阻燃的作用。
根据不同的划分标准可将阻燃剂分为以下几类:2.1 按所含阻燃元素分按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂等几类。
卤系阻燃剂在热解过程中,分解出捕获传递燃烧自由基的X?及HX,HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体,隔断可燃气体与空气的接触。
磷系阻燃剂在燃烧过程中产生了磷酸酐或磷酸,促使可燃物脱水炭化,阻止或减少可燃气体产生。
磷酸酐在热解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面,促使其氧化生成二氧化碳,起到阻燃作用。
毕业设计(论文)-无机阻燃剂粉体研究模板
中文摘要本文主要研究了四种无机阻燃剂粉体,即氢氧化镁(MH)、滑石粉(Talc)、硼酸锌(ZB)、改性蒙脱土(OMT)在聚丙烯(PP)体系中阻燃协同效应。
通过极限氧指数、垂直燃烧实验、锥形量热仪、差示扫描量热仪(DSC)等研究了材料的燃烧性能和结晶行为。
结果表明滑石粉、硼酸锌和MH存在较好的阻燃协同效应,尤其是硼酸锌和MH并用时对PP能起到较好的阻燃效果,但是改性蒙脱土和MH的阻燃协同效应效果不是很明显。
DSC 试验结果表明MH能起到异相成核作用,提高材料的结晶速率并降低材料的结晶活化能。
作为无机阻燃剂粉体,MH具有广阔的应用前景。
关键词:聚丙烯、氢氧化镁、滑石粉、硼酸锌、蒙脱土、阻燃AbstractIn this paper, effect of inorganic flame retardants including magnesium hydroxide (MH), talcum powder (Talc), zinc borate (ZB) and surface-modified montmorillonite (OMT) on the flammability properties of polypropylene (PP) was investigated. Limited oxygen index tests, vertical combustion measure and cone calorimeter were employed to evaluate the fire retardancy and differential scanning calorimeter (DSC) of those materials. The results indicated that synergistic effect was occurred when Talc, ZB and MH were incorporated together into PP matrix. As an inorganic flame retardant, MH has the broad application prospect. The DSC results suggested that the MH have a remarkable heterogeneous nucleation effect in the polymer matrix and decreased the activation energy (ΔE) of the mentioned samples.Key Words: Polypropylene, magnesium hydroxide, talcum powder, zinc borate, montmorillonite, flame retardant.目录第1章文献综述 (1)1.1 引言 (1)1.2 聚合物的燃烧 (2)1.3 阻燃剂的作用机理 (3)1.3.1 冷却机理 (3)1. 3.2 稀释机理 (3)1. 3.3 隔离膜机理 (3)1. 3.4 终止连锁反应机理 (3)1. 3.5 协同作用机理 (4)1.4 阻燃剂的种类 (4)1.4.1 磷系阻燃剂 (4)1. 4.2 金属氢氧化物阻燃剂粉体Al(OH)3和Mg(OH)2 (5)1.5 聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料 (6)1.5.1 纳米复合材料的制备 (6)1. 5.2 纳米复合材料的性能 (8)1. 5.3 纳米复合材料的应用前景 (8)1. 5.4 含有MH的高分子子材料 (9)1.6 研究主要内容 (9)1.7 研究的目的和意义 (10)第2章实验部分 (11)2.1 材料制备 (11)2.1.1 实验原料 (11)2. 1.2 实验仪器 (11)2. 1.3 实验步骤 (11)2.2 性能测试 (12)2.2.1 燃烧性能测试 (12)2. 2.2 锥型量热计试验 (15)第3章氢氧化镁阻燃聚丙烯复合材料 (16)3.1 MH对PP性能的影响 (16)3.1.1 MH对PP/MAPP燃烧性能的影响 (16)3. 1.2 Mg(OH)2的阻燃机理讨论 (16)3.2 Talc协效对PP/MAPP/MH性能的影响 (17)3.2.1 MH/Talc比例对燃烧性能的影响 (17)3. 2.2 Talc含量对阻燃性能的影响 (17)3.3 OMT协效对PP/MAPP/MH性能的影响 (19)3.3.1 MH/OMT比例对基材燃烧性能的影响 (19)3. 3.2 MH/OMT体系阻燃机理的讨论 (20)3.4 ZB协效对PP/MH性能的影响 (20)3.4.1 MH/ZB比例对基材燃烧性能的影响 (20)3. 4.2 MH/ZB体系阻燃机理的讨论 (21)3.5 Talc、OMT、ZB对PP/MAPP/MH复合材料燃烧性能的影响 (21)3.5.1 Talc、OMT、ZB最佳协效配比 (21)3. 5.2 锥形量热实验分析 (22)3.6 结论 (25)第4章氢氧化镁对PP结晶性能的影响 (27)4.1 MH对PP结晶性能的影响 (27)致谢 (32)参考文献 (32)第1章文献综述1.1 引言近年来,高分子材料科学与工程的发展使得各种新型的聚合物及其复合材料以其优异的综合性能正逐步取代传统材料,在国民经济和人民生活的各个领域发挥着重要作用。
丙烯酸阻燃文献综述
丙烯酸系树脂的阻燃研究综述黎明职业大学应用化工技术(1)班【摘要】综述了当前国内外对丙烯酸系树脂阻燃的研究,主要采用了添加型阻燃法和反应型阻燃法等。
添加型阻燃剂由于与丙烯酸系树脂良好的阻燃效果、优异的相容性得以被广泛应用;反应型阻燃剂因其良好的前景,逐渐受到重视。
今后,高效、环保的阻燃体系将倍受关注。
【关键字】丙烯酸系树脂;阻燃;改性;发展丙烯酸树脂因其耐热性和耐老化性均优于聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯和醋酸纤维素,同时具有较良好的光泽度、耐候性、耐化学品性能等,而且生产安全,价格便宜;与有机溶剂型树脂相比,水性树脂具有廉价、安全、节能和无公害等特点。
但丙烯酸树脂也存在一些缺点,主要表现在树脂成膜干燥后热黏冷脆、抗回黏性差、耐热性不佳以及硬度不够等。
导致了丙烯酸系树脂极易燃烧[例如,聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)的氧指数只有17.31 ],极大地限制了其应用。
因此,对阻燃性丙烯酸系树脂的开发是非常必要的。
为此,国内外研究人员做了许多工作,取得了一定的效果。
一、丙烯酸树脂阻燃的研究现状当前,丙烯酸系的树脂阻燃方式主要采用的是添加型阻燃法、反应型阻燃法、浸渍法等,其中添加型阻燃法应用最为广泛。
这类方法是在加工丙烯酸树脂的过程中,加入固体或液体的阻燃剂,进而发挥出阻燃的作用。
缺点是稳定性差,阻燃性随着时间的增长而降低,但是它选择范围广,使用方便,对涂料生成的反应影响比较小,而且经济实惠,工艺简单,所以现在仍然是丙烯酸的重要阻燃方法。
丙烯酸系的树脂常用的添加型阻燃剂以化合物分类则可以分为无机添加型阻燃剂和有机添加型阻燃剂。
1.1无机型阻燃剂无机阻燃剂是将无机化合物粉末添加到丙烯酸材料中,在遇热会分解,并吸收大量的热量,来达到阻燃的目的。
无机添加阻燃剂具有不易挥发、毒性小、不析出、阻燃效果持久、不产生腐蚀气体价格低廉安全性高等特点,国内外发展较快;缺点是这一类的阻燃剂无论是用量还是粒度都会对丙烯酸系树脂的物理性能产生影响,然后使聚合物的物理性能和成型加工性能下降。
《生物基阻燃剂的合成及其对聚氨酯的阻燃改性研究》范文
《生物基阻燃剂的合成及其对聚氨酯的阻燃改性研究》篇一一、引言随着对环境友好的绿色化工发展理念日益重视,利用生物基阻燃剂在各类高分子材料中的研究及应用已经成为近年来的重要趋势。
尤其是在聚氨酯材料领域,提高其阻燃性能及热稳定性的需求不断增强。
本研究着重探讨了一种新型生物基阻燃剂的合成及其对聚氨酯的阻燃改性效果。
二、生物基阻燃剂的合成生物基阻燃剂是利用可再生生物资源制备的阻燃剂,具有低毒性、环保等优点。
本研究通过生物质资源中的多酚类物质进行缩合聚合,制备了具有高纯度及优良性能的生物基阻燃剂。
合成步骤包括:1. 选择适当的生物质原料进行预处理,包括破碎、提纯和萃取等步骤。
2. 将提取的多酚类物质与具有阻燃效果的化合物进行缩合聚合反应,生成具有三维结构的阻燃剂分子。
3. 经过后续的分离纯化步骤,得到高纯度的生物基阻燃剂。
三、生物基阻燃剂对聚氨酯的阻燃改性研究1. 材料准备:将合成的生物基阻燃剂与聚氨酯材料混合,制备成不同含量的阻燃聚氨酯材料。
2. 阻燃性能测试:采用极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧测试和热释放速率测试等方法,对不同含量生物基阻燃剂的聚氨酯材料进行性能评价。
3. 实验结果分析:随着生物基阻燃剂含量的增加,聚氨酯材料的LOI值提高,垂直燃烧等级上升,热释放速率降低。
表明生物基阻燃剂能够有效提高聚氨酯材料的阻燃性能及热稳定性。
四、实验结果与讨论通过对实验数据的分析,我们发现:1. 生物基阻燃剂的加入显著提高了聚氨酯材料的阻燃性能。
当生物基阻燃剂含量达到一定值时,聚氨酯材料可达到较高的LOI值和垂直燃烧等级。
2. 生物基阻燃剂在聚氨酯材料中具有良好的分散性和相容性,有助于提高材料的热稳定性。
在高温条件下,生物基阻燃剂能够形成保护性炭层,减缓热量传递和材料降解速度。
3. 生物基阻燃剂的环保性能符合绿色化工发展理念,有助于降低聚氨酯材料的环境污染风险。
五、结论本研究成功合成了一种新型生物基阻燃剂,并将其应用于聚氨酯材料的阻燃改性。
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阻燃剂研究综述
1.阻燃剂的涵义
阻燃剂又称难燃剂, 耐火剂或防火剂, 赋予易燃聚合物难燃性功能, 用以提高材料抗燃性, 即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。
主要适用于阻燃合成和天然高分子材料(包括塑料、橡胶、纤维、纸张、涂料等)。
采用阻燃材料有助于延迟或防止高分子材料的燃烧, 使其点燃时间增长, 点燃自熄或难以点燃。
有助于确保各种制品的安全及减少人们的生命和财产损失。
2.阻燃剂的重要历史性发展[1]
1966年, Fenimore和Martin根据材料在不同氧浓度中的燃烧情况, 重复测定了使材料持续燃烧所需的最低氧浓度, 得到了很好的重复性, 提出了”氧指数”的概念, 从而使得阻燃材料的燃烧性能有了科学的定性手段, 对现代阻燃科学技术产生了深远的影响, 并得到了广泛的应用。
随着现代科技的进步, 许多先进的分析测试仪器和处理方法如傅里叶变换红外光谱仪、热分析技术、 X射线光电子能谱(XPS)、锥形量热仪( Cone Calorimeter)等被应用于阻燃研究, 成为阻燃科学理论研究的有效手段。
3.阻燃剂的分类[1]
按阻燃剂与被阻燃基材的关系, 阻燃剂可分为添加型和反应型两大类, 当前使用的阻燃剂85%为添加型, 仅有15%为反应型。
前者多用于热塑性高聚物, 后者多用于热固性高聚物。
按阻燃元素种类, 阻燃剂可分为卤素( 溴系及氯系) 、有机磷系及卤-磷系、磷-氮系、氮系、硅系、锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、锡系等。
前五类属于有机类, 后几类属于无机类。
近年来, 出现一类新的”膨胀型阻燃剂”, 它们是磷-氮化合物或者混合物。
人们对阻燃高聚物, 较少采用单一的阻燃剂, 往往是采用多种阻燃剂的复配系统, 以发挥协同阻燃效应或同时提高材料的多种阻燃性能。
3.1溴系阻燃剂
溴系阻燃剂之因此受到人们如此青睐, 其主要原因是她的阻燃效率高, 价格适中, 这是其它阻燃剂难以匹敌的。
其次是溴系阻燃剂的品种多, 适用范围广, 而且溴的来源充分。
溴系阻燃剂的效率为: 脂肪族>指环族>芳香族, 但芳香族的热稳定性最高。
溴系阻燃剂的缺点是燃烧时或热裂时生成较多的烟、腐蚀性气体和某些有毒产物( 如多溴二苯醚可生成溴代二苯并二恶烷及多溴代二苯并呋喃) , 且耐光性较差。
3.2氯代阻燃剂
氯系阻燃剂与溴系阻燃剂的阻燃机理相同, 但前者的阻燃效率逊于后者, 可是C-Cl键的耐热性及耐光性则优于C-Br键。
因此对暴露于光线中的高聚物, 即使添加光稳定剂有时也选用氯系阻燃剂。
工业上生产的氯系阻燃剂品种比溴系少得多, 主要是氯化石蜡、得克隆、海特酸及其酸酐、六氯环戊二烯、四氯邻苯二甲酸酐等。
其中氯化石蜡产量最大和用途最广, 而得克隆则由于具有一些优异性能颇具有发展前景。
3.3磷系阻燃剂
磷系阻燃剂品种众多, 用途广泛。
它包括红磷、磷酸酯、膦酸酯、亚磷酸酯、磷酸盐、氧化膦、含磷多元醇及磷-氮化合物等, 但应用最广的是磷酸酯和膦酸酯, 特别是它们的含卤衍生物。
有机磷系阻燃剂的毒性、热稳定性及迁移性一直是人们关注的问题, 有些含卤磷酸酯已由于毒性和环境问题而停产和停用。
3.3.1红磷
红磷(RP)对Al(OH)3、 Mg(OH)2、氮等阻燃体系都有协同作用,当前人们对其研究主要在于与其它阻燃剂的复配关系。
用包覆
红磷的氢氧化铝(ATH)阻燃ABS树脂时[2],发现随其用量增加ABS 的氧指数不断增加,且在一定范围内成线性;发烟程度逐步降低,产生的灰逐步减少,结碳也越来越好,红磷9%、 ATH20%能使氧指数提高到23.50,ABS制品的阻燃和力学性能都比较优良。
3.3.2磷酸铵盐和聚磷酸铵(APP)
资料证明, 以膨胀石墨(EG)与APP复配组成膨胀型阻燃剂,能
使高密度聚乙烯(PE-HD)的热稳定性增强,分解温度达到400℃以上,降解过程变缓,剩炭率增加,样品生成连续致密的炭层;APP与EG在
质量比2:1和1:3时对PE-HD显示出良好的阻燃协同作用,LOI值分别达到30%和32%;APP/EG对材料的力学性能的影响比其它膨胀型阻燃剂要小。
原因是APP受热分解产生的黏稠状聚磷酸与膨胀了的石墨炭形成连续、致密的炭层,阻隔热、氧的传递并减少可燃性气体的挥发,因此获得较好的阻燃效果[3]。
3.3.3磷酸酯
磷酸酯兼有阻燃与增塑双重功效,应用最广泛,其中,环状和笼状磷酸酯及其衍生物的研究引起了广泛关注。
3.3.4亚磷酸酯
亚磷酸酯很不稳定,易与聚合物的活性基团(卤原子、羟基、双键等)或一些小分子反应生成磷(膦)酸酯,是反应型阻燃剂。
后一种方式在制备反应型阻燃剂或参与共聚的阻燃单体方面研究较多,是制备膦酸酯类阻燃剂的主要手段。
3.3.5膦酸酯
膦酸酯中的P-C键使其化学稳定性增加,具有良好耐水、耐溶剂性,阻燃耐久性能大大提高。
当前的研究主要集中在含氮的膦酸酯和反应性膦酸酯两方面,其主要产品有甲基膦酸二甲酯、烯烃基膦酸酯、酰胺膦酸酯、环状膦酸酯[4]等。
3.3.6氧化膦
近几年来人们在高分子量的均聚物中引入三芳基氧化膦单体,制备阻燃型工程塑料已经成为研究热点。
用含有活性官能团的氧化膦单体掺入共聚,能够制造阻燃聚酯、聚碳酸酯、环氧树脂和聚氨酯等。
经过反应将含磷单体结合到合成材料的分子上,赋予材料永久的阻燃性。
例如双(对-羧苯基)苯基氧化膦用作聚酰胺、聚酯、聚苯并咪唑等多种聚合物的反应型阻燃剂或阻燃单体,可同时赋予聚合物较好的阻燃性、抗静电性和染色性,较高的热、氧稳定性以及较高的玻璃化转变温度等性能[5~7]。
3.4氮系阻燃剂
当前已获应用的氮系阻燃剂主要是三嗪类化合物, 即三聚氰
胺及其盐( 氰尿酸盐、磷酸盐、胍盐及双氰胺盐) , 它们可单独使用, 也常作为混合膨胀型阻燃剂的组分。
三秦阻燃剂主要经过分解吸热和生成不燃气体以稀释可燃物
而发挥作用。
它们的主要优点是无色、无卤、低毒、低烟。
不产生腐蚀气体, 廉价, 抗紫外线照射等; 主要缺点是阻燃效率欠佳, 与热塑性高聚物的相容性不好, 不利于在被阻燃基材中分散, 是被阻燃物粘度增高等。
3.5膨胀型阻燃剂
膨胀型阻燃剂系以磷、氮为阻燃元素的阻燃剂。
含有这类阻燃剂的高聚物受强热或燃烧时, 表面能生成一层均匀的多孔炭质泡沫层。
该泡沫层隔热、隔氧、抑烟, 并能防止产生溶滴, 因而具有良好的阻燃及抑烟功能。
由于对材料的抑烟、减毒要求日益严格, 是当今许多传统的阻燃剂面临困境, 而膨胀型阻燃剂的特点正给它的发展提供了良好的机遇。
专家指出, 用于高聚物的膨胀型阻燃剂, 已成为新型阻燃剂最为活跃的研究领域之一, 也被认为是实现阻燃剂无卤化的很有希望的途径之一。
3.6铝-镁系阻燃剂
这里主要是指氢氧化铝( 三水合氧化铝) 和氢氧化镁, 两者均为填料型阻燃剂, 无卤、无毒、抑烟、廉价。
均经过分解吸热, 生成水蒸气及稀释作用而发挥阻燃效能。
但用量很大, 因而使材料物理-机械性能严重恶化, 而引起材料加工上的诸多困难。
为解决这一问题, 人们对其进行表面改性、超细化。
这样, 她们与高聚物相容性就得到了很好的改进, 分散性也得到了改进, 并有助于提高材料的拉伸率、抗拉强度和抗冲击强度。
3.7锑系阻燃剂
锑系阻燃剂单独使用时阻燃作用很小, 与卤系阻燃剂并用时, 可大大提高卤系阻燃剂的效能。
但对卤代磷酸酯, 锑化合物的协效作用很小, 这可能是生成了不挥发的磷酸锑, 因而阻碍了锑在气
相中发挥阻燃作用的缘故。
锑系阻燃剂的主要品种是三氧化二锑、胶体五氧化二锑及锑酸钠, 其中最重要和应用最广的是三氧化二锑, 它几乎是所有卤系阻燃剂不可或缺的协效剂。
3.8硼系阻燃剂
在硼系阻燃剂中, 最重要的是硼酸锌。
它具有阻燃、抑烟、成炭、抑阴烟和防溶滴等多种功能, 常见为抑烟剂, 也可部分代替Sb2O3作为卤系阻燃剂的协效剂。
在某些含脂环族系阻燃剂体系中, 将50%的Sb2O3以硼酸锌代替, 阻燃效能不降, 但生烟量大大减少。
4.阻燃的机理
4.1溴系阻燃剂阻燃机理[1]
溴系阻燃剂主要是在气相中发挥作用, 因为溴系阻燃剂受热分解生成的HBr能与高活性自由基, 如HO·, O·及H·反应, 生成活性较低的溴自由基, 致使燃烧减缓或中止, 反应式如下: HBr + H· H2 + Br·
HBr + O· HO·+ Br·
HBr + HO· H2O + Br·
另外, 密度大的HBr气体, 还能稀释空气中的氧气和覆盖于材料表面, 致使材料的燃烧速度降低或自熄。
就阻燃效率而言, 脂肪族溴化物 > 脂环族溴化物 > 芳香族溴化物, 但后者的热稳定性较佳。
当溴系阻燃剂与氧化锑并用时, 具有明显的协效作用。