第8章协同阻燃技术及应用
新型阻燃材料的研究与应用
新型阻燃材料的研究与应用随着科技的不断发展,阻燃材料的研究与应用也在得到越来越多的关注。
新型阻燃材料已经成为了人们研究的重点,因为这些材料不仅可以提高人们的生活质量,还可以在一定程度上保障人们的安全。
一、阻燃材料的应用阻燃材料是一种用于防止或延缓材料着火的材料,广泛应用于各个行业中。
在建筑、电气、汽车制造、航空航天等行业中都需要使用阻燃材料。
而在家用电器、玩具等日常生活用品中,阻燃材料也起着至关重要的作用。
电器类产品是常用的阻燃材料应用领域之一。
由于电器产品需要使用高温、高压、高强度的材料,因此使用阻燃材料就更加必要了。
随着电气设备的不断发展,阻燃材料的研制和应用也得到了更多的关注和研究。
一些阻燃材料的性能已经有了较大提升。
二、新型阻燃材料的特点新型阻燃材料是指使用新型材料进行研发和制造的阻燃材料,其具有一定的特点。
1. 对环境优良新型阻燃材料为环保型材料,其热分解产物中无毒、无氯等有害气体,更加符合社会环保的要求。
2. 抗氧化、耐候性好新型阻燃材料中的抗氧化剂和稳定剂添加量大,能够有效保护材料本身不被光热氧老化。
同时,这类新型材料能够确保在各种气候条件下都具有很好的耐候性。
3. 防通货膨胀性新型阻燃材料能有效抑制热分解的放气,避免材料和填充料的膨胀,以达到材料阻燃性能的提升。
三、新型阻燃材料研究现状新型阻燃材料的研究一直是阻燃领域研究的重点,而目前主要研究的方向集中在阻燃机理、阻燃理论、阻燃性能评价等方面。
1.研究阻燃机理阻燃机理是影响材料阻燃性能的关键因素之一。
因此,研究材料阻燃机理是目前阻燃领域的关注点。
不同材料间阻燃机理存在差异,在研究中要注意将机理与相应材料结合起来,一起进行研究。
2.阻燃理论阻燃性能的实际表现是阻燃材料的技术理论。
不同的阻燃材料,由于其材料性质、化学成分等方面的不同,其阻燃机理与阻燃性能也是有所区别的。
因此,研究新型阻燃材料的理论是提高阻燃性能的关键。
3.阻燃性能评价阻燃材料的性能也是研究的重点之一。
阻燃剂的分类及应用
阻燃技术发展简介
• 阻燃技术最早历史记录
– 在公元前83年,古希腊人在围攻战中采用矾溶液处理木质碉堡,提高木质 碉堡的阻燃性能
• 第一个阻燃纤维与利
– (英国与利551)1735年Wyld以矾液、硼砂及硫酸亚铁处理木材和纺织品
• 幕布阻燃处理
– 1820年盖·吕萨克叐法国国王路易十八的委托,研究剧院窗帘的阻燃方法, 他収现磷酸铵、氯化铵和硼砂的混合物对亚麻和黄麻的阻燃十分有效,并 成功地在巴黎剧院的幕布迚行了阻燃处理
阻燃剂的分类
• 根据元素种类分为
– 卤系、有机磷系及卤-磷系、氮系、硅系、铝-镁系、钼系等
• 按阻燃作用分为
– 膨胀型阻燃剂、成炭阻燃剂等。
• 按化学结构分为
– 无机阻燃剂、有机阻燃剂、高分子阻燃剂等。
• 按阻燃剂与被阻燃材料的关系可分为
– 添加型阻燃剂和反应型阻燃剂,反应型阻燃剂参与高聚物的化学反 应。
聚酰胺(PA66)
聚碳酸酯(PC)
24.3
24.9
聚偏氯乙烯(PVDC)
聚四氟乙烯(PTFE)
60.0
95.0
理想的阻燃剂
– 阻燃效率高,添加量少; – 无毒,无烟,对环境友好; – 热稳定性好,便于加工; – 对被阻燃物各项性能影响小,丌渗出,便于回收; – 使用方便,使用面广,还要价格便宜。
– 同时具有上面这些要求的阻燃剂几乎是丌存在的,只能是在满足基本
材料阻燃技术研究以及应用前景
材料阻燃技术研究以及应用前景第一章介绍材料阻燃技术正逐渐成为材料领域中的一项重要技术,其安全性和环保性广受关注。
本文旨在为读者介绍材料阻燃技术的基本概念和当前发展情况,并探讨其未来的应用前景。
第二章材料阻燃技术基础材料阻燃技术是一种采用物理、化学等方法使材料难以燃烧或在燃烧时可自行熄灭的技术。
它是从材料燃烧机理入手,选用适当阻燃剂,在材料中添加适当剂量实现的。
目前常见的阻燃剂包括氧化铝、硅酸铝、氢氧化镁等。
其中,氧化铝是一种常见的无机阻燃剂,可以通过表面覆盖和加速物理侵蚀作用形成一层熔融保护层,从而阻止燃烧蔓延。
第三章材料阻燃技术的应用现状材料阻燃技术广泛应用于建筑材料、电子电气、交通运输、家具及服装等领域。
其中,在建筑材料方面,阻燃材料已成为各国规定的强制要求,特别是在公共场所如酒店、医院、剧场等地方需要使用阻燃材料,以确保人民生命财产安全。
在电子电气领域,电池、电线电缆底板、塑料等材料也需要使用阻燃剂来达到阻燃的要求。
在交通运输方面,汽车、船舶、火车等载体需要采用阻燃材料,以便在火灾发生时能够控制火势。
在家具及服装方面,现代家居布艺、窗帘、毛毯等均采用柔软的阻燃材料,避免火势失去控制。
第四章材料阻燃技术的发展趋势尽管目前材料阻燃技术已经取得了不俗的成就,但也面临着一些挑战。
首先,阻燃剂往往会影响材料的力学性能和成本,因此需要不断地研究和掌握新的阻燃技术。
其次,材料阻燃技术对阻燃材料的使用特别严格,因此需要找到更环保、更经济的阻燃材料。
最后,材料阻燃技术应用于某些特殊领域,如高温、高压、强激光等,在此领域的阻燃材料应该具备更高的稳定性和抗高温性能。
未来,随着人们关注对生命和环境的保护力度的加大,材料阻燃技术的发展趋势将是绿色、环保、低成本的阻燃材料。
同时,跨学科研究和发展也将成为材料阻燃技术发展的趋势,包括物理、化学、材料学、生态学等多个学科。
第五章结论材料阻燃技术的发展在未来会越来越重要。
尽管面临着挑战,但随着环保和安全意识的逐渐普及,相关领域的需求不断增加,阻燃材料的种类和应用将得到更广泛的拓展。
第8章协同阻燃技术及应用
V-0
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北京理工大学
8.2 卤/锑协同作用
卤锑协同阻燃机理
Sb2O3(s) + 6HX(g) 2SbX3(g) + 3H2O Sb2O3(s) + 2HX(g) 2SbOX(s) + H2O SbX3 + H HX + SbX2 SbX3 X + SbX2 SbX3 + CH3 CH3X + SbX2 SbX2 + H SbX+ HX SbX2 + CH3 CH2X + SbX SbX + H Sb + HX
北京理工大学
8.3 磷/卤协同作用
A synergistic interaction of ammonium polyphosphate (APP) and hexabromocyclododecane (HBCD) was demonstrated in polyacrylonitrile. Surprisingly, the main function of the HBCD in this system is as a blowing agent, and the APP acts as a char-forming agent. This unusual result, in which the bromine compound does not appear to act as a flame poison, was considered by the authors to be peculiar to polyacrylonitrile. One noteworthy feature of this study was that the synergism was evaluated in the knowledge of a substantially linear oxygen index response for each additive alone.
硼系协同阻燃体系的研究及其应用
在实际阻燃技术中,很少使用单一的阻燃剂,而是并用数种阻燃剂或将不同的阻燃元素引入同 一分子结构中以达到协同阻燃的效果,减少阻燃剂的用量。 前人对磷一氮协同体系、磷一卤协同体系及锑一卤协同体系等其它阻燃元素协同体系的作用机理都 已作了不少研究u咱3。但对以硼一磷、硼一氮、硼一卤和硼一硅为中心的硼系阻燃协同体系的研究却很少 见报道。有机硼化合物具有良好的阻燃特性、无毒和抑烟作用,但其由于水解的不稳定性和价格上 的因素在一定程度上限制了它的使用H1。若将有机硼化合物与含其它阻燃元素的化合物进行复配或 者将硼元素与其它阻燃元素引入同一分子结构中合成含硼阻燃整理剂一方面可以提高硼阻燃剂耐水 解稳定性和降低其价格,另一方面可以减少磷系、卤系等阻燃剂的毒性,因此可以获得阻燃效果更 佳的协同型阻燃剂。将硼系阻燃剂分别与磷系、氮系和卤系阻燃剂一起使用时不仅具有显著的协同 阻燃作用、广泛的适用性,且具有明显的互补性:发展潜力和应用前景十分光明。 1阻燃机理 1.1硼一磷协同阻燃机理 对于硼一磷协同阻燃机理在国内已经被报道,一般的含磷化合物在火焰中产生磷酸一偏磷酸一聚
2006j匕京国际阻燃材料与技术会议论文汇编
硼系协同阻燃体系的研究及其应用
赵雪朱平展义臻董朝红
青岛大学化工学院,青岛266071
摘要,对硼一磷协同阻燃体系、硼一氮协同阻燃体系、硼一卤协同阻燃体系和硼一硅协同阻燃体系的阻 燃机理进行深入研究,详细叙述了这些协同阻燃体系在棉织物中的应用情况,并对其发展前景进行了展望。 关键词:硼系阻燃剂;阻燃机理;协同效应;棉织物
在甲醛问题,它们会对人们的身体健康造成严重的危害,近些年,已经有人开始注意到把硼一磷、硼
一氮、硼一卤和硼一硅等硼系协同阻燃整理剂应用于棉织物阻燃整理,不仅可以改善有机硼阻燃剂的水
超细协同阻燃剂的制备及应用
应环保法规和要求, 剂的无 卤化 、 阻燃 低毒化 、 复 合化 、 抑烟化 已成 2 世纪阻燃剂发展的趋势. J l I 传统 I 阻燃材料为含 卤聚合物或 含卤阻燃剂组合型阻燃混 合 物, 一旦发生火灾, 分解 和燃烧, 因热 会产生大量的 烟雾和有毒的腐蚀性气体. 调查发现, %1 上火灾死 8 ) 0 2 亡 事故是 由材料 产生 的浓 烟和有 毒气 体 造成 的, 因 此, 除阻燃效率外, 低烟 、 低毒也是阻燃剂性能必不 可
gs i c mp : wt a i a i c o n 51( rt ) mmo im p Ip o p a e ma n su h d o ie f me rt r a tu e a f 2 2 t o nu oy h s h t : g e im y rxd , l a - ea d n s mt o - 4 2
中图分类号:T 15 * S9 .4 2
文献标识码:A
文章编号 :1 4 03( 0 )】0 1— 3 0 —492 6 l 0 90 0 0 一
Pr p r t o a p lc to o lr - ne y r i tc fa e-e a d nt e a a i n nd a p i a i n f u t a f s ne g s i m - t r a i l r
少 的指标 . I J
1 实 验
11 材料 和 仪器 .
织物: 全棉平布半制品(12 , x0, 2x 1 0 5) 6 潍坊第二印 染有限公 司; 品: 药 高聚合度 聚磷 酸铵 (P , A P天津 市盛 同鑫化T商贸有 限公 司) 氧化镁( , ; 氢 MH上海 l浦化 I I 工有限公司) ; 氢氧化铝(T , A H灭津市天河化学试剂厂) ; 硼酸锌 (B济 南泰 星精 细化 T有限公 一) D 一 Z, JH B 2粘 ; 合剂( 深圳赛特化上有 限公 司) ; 分散剂 N O 一 N ( 海华晨 卜
硅/磷协同阻燃剂的制备及应用
20 2 浙 江科 技 学院 学报 , l 第 9卷 第 4期 ,0 7年 1 月
J u n l { h ja g Unv ri fSce c nd Te h oog o r a Z ein iest o in e a c n l y O y
Ab ta t S e g s i lm e r t r a m m o u p l ho ph t n r pp d b i c e w a sr c : yn r itc fa e a d ntofa ni m o yp s a e e w a e y sl on s i
fa e a da twa n e tg t d i t i,t .Th n,t l me r t r a o tn u wa o s i l me r t r n si v s i a e n de a l OO e he fa e a d ntc a i g g m s c n t—
协 同 阻燃 剂 。通 过 电镜 表 征 ( E T M) 现 该 阻 燃 剂 为 硅/ 包 覆 结 构 , s M, E 发 磷 在详 细 讨 论 硅 氧烷 溶胶 制 备 工 艺 的影 响 因素 的基 础 上 , 该 阻 燃 剂 与水 性 聚 氨 酯 复 合 制 成 阻 燃 涂 层 剂 , 于 织 物 的 阻燃 涂 层 整 理 。结 果 表 明 , 阻燃 剂 相 将 用 该 对 AP P而 言 , 能赋 予 织 物 优异 的阻 燃 、 强 力及 防“ 化 ” 效 果 。且 随着 硅 / 比增 加 , 高 霜 等 磷 阻燃 效 果 及织 物 强 力 和 静 水 压 均 提高 , 最终 稳 定 ; 着 阻 / 比增 加 , 燃效 果 提 高 , 并 随 胶 阻 织物 强 力 及 静 水 压 反而 下 降 。
阻燃剂的性质及应用
阻燃剂的性质及应用阻燃剂主要是一种可以阻止材料燃烧或减缓燃烧速度的化学物质。
根据其作用方式不同,阻燃剂可以分为物理阻燃剂和化学阻燃剂。
物理阻燃剂通过在材料中形成保护膜、隔热层或抑制火焰传播的方式来减缓燃烧速度。
化学阻燃剂则可以通过化学反应中的吸热、生成惰性气体、形成焦炭等方式来抑制燃烧。
阻燃剂广泛应用于建筑、交通、电子电器、纺织、塑料等行业,旨在提高材料的阻燃性能,减少火灾事故的发生。
以下是阻燃剂在不同行业的应用情况。
1. 建筑行业:建筑材料的阻燃要求较高,以确保建筑物在火灾中具备一定的燃烧延时。
阻燃剂可以添加在各种建筑材料中,如砌体、木材、油漆、胶黏剂等,提高材料的阻燃性能,减少火灾发生后的蔓延速度。
2. 交通行业:阻燃剂被广泛应用于交通工具的汽车、火车、飞机等。
例如,汽车内部的座椅、地毯、内饰件等都需要具备一定的阻燃性能,以减少车辆燃烧事故后的人员伤亡。
3. 电子电器行业:由于电子电器产品在使用过程中容易产生高温,火灾事故的风险较高。
阻燃剂广泛应用于电线电缆、塑料外壳、电路板等电子电器部件中,以提高其耐火性能,减少火灾事故的发生。
4. 纺织行业:阻燃剂可以添加在纺织品中,提高其阻燃性能。
这在军事、航空航天等领域尤为重要,以保护人员在危险环境中的安全。
5. 塑料行业:阻燃剂是塑料制品中常用的添加剂,以提高其阻燃性能。
特别是在电器用塑料、建筑用塑料等方面,阻燃剂的应用尤为广泛。
总结来说,阻燃剂的主要性质为减缓或抑制材料燃烧,这些剂可分为物理阻燃剂和化学阻燃剂两大类。
在实际应用中,阻燃剂被广泛应用于建筑、交通、电子电器、纺织、塑料等行业,以提高材料的阻燃性能,减少火灾事故的发生。
随着技术的发展和对安全性能要求的提高,阻燃剂的研究和发展也将继续推进,以更好地满足不同领域的需求。
协同阻燃剂的作用与机理
协同阻燃剂的作用与机理1、阻燃元素协同效应不同的阻燃元素往往具有不同的化学特性,当两种或两种以上的阻燃元素共存时在材料燃烧过程中产生了增强的阻燃作用或效应,称为阻燃元素协同效应(flame retard-ant element synergistic effect)。
元素协同效应的产生有多种原因,其一是因为特定阻燃元素之间或者含阻燃元素的化合物之间能够发生特定的反应,生成具有良好阻燃性能的产物;其二是不同的阻燃元素在燃烧时形成的产物虽然不能发生反应,但不同产物之间在抑制燃烧过程中分别发挥作用,形成对于燃烧过程抑制的协同作用。
卤-锑协同效应是最经典也是应用最为广泛的阻燃元素协同效应。
其阻燃机理是:卤系阻燃剂与锑化合物复配后,除卤素本身气相阻燃作用外,在燃烧过程中卤化氢(HX)与锑化合物(主要是Sb2O3)反应生成的卤氧化锑可在很宽的温度范围内按三步吸热反应分解为三卤化锑,而无论是卤化锑还是卤化氢均为密度较大的难燃气体,它不仅能稀释空气中的氧,而且能覆盖于材料的表面,隔绝空气,使材料的燃烧速度降低或自熄;此外,三卤化锑能促进凝聚相的成炭反应,炭层能够覆盖在基材表面,可以降低火焰对基材的热辐射及热传导,减缓聚合物的受热分解,减少气相可燃性物质的产生及溢出并进人火焰区,降低燃烧的强度:Sb2O3 +2HX 2SbOX+H2O5SbOX Sb4O5X2+SbX3(g)4Sb4O5X25Sb3O4X+SbX3(g)3Sb3O4X 4Sb2O3+SbX3(g)磷-氮协同阻燃效应是研究最多的阻燃元素协同效应。
磷元素在凝聚相阻燃中可形成稳定的含磷炭层;氮元素在高温下生成无毒的难燃性气体,可以稀释可燃气体的浓度。
磷、氮元素协同时,燃烧过程中氮元素生成的气体还可以作为炭层的发泡剂,形成发泡的膨账型多孔炭层,限制可燃性气体进入气相以达到隔热、隔氧的作用。
磷-硅协同阻燃效应近年来研究较多,其阻燃机理是:高温下含磷基团分解生成的偏磷酸脱去基体材料中的水形成含磷炭层,由于硅元素表面能较低,容易迁移至材料表面形成含硅保护层,提高了材料表面炭层的热稳定性,从而发挥磷-硅协同阻燃效果。
阻燃材料的协同阻燃机理研究
阻燃材料的协同阻燃机理研究阻燃材料一直以来都在火灾事故中发挥着重要的作用,它们能够有效地减缓火势蔓延的速度,降低燃烧物质的热释放速率。
在近年来的研究中,人们发现采用多种阻燃剂的复配阻燃材料能够发挥更好的阻燃效果,这主要是因为阻燃剂之间形成了协同作用,增强了阻燃效果。
本文将对阻燃材料的协同阻燃机理进行探讨。
一、阻燃材料复配阻燃材料复配是指将多种阻燃剂按一定比例混合制备成阻燃材料。
当前常用的阻燃剂主要包括溴系阻燃剂、氮系阻燃剂、氢氧化铝等。
不同的阻燃剂具有不同的物理和化学特性,单一阻燃剂的效果有限。
因此,通过复配不同的阻燃剂,可以在相同条件下获得更好的阻燃效果。
二、协同阻燃机理1. 共同作用复配阻燃材料中的各种阻燃剂在火灾过程中发挥着不同的作用。
例如,溴系阻燃剂主要通过化学反应抑制燃烧物质的燃烧链反应,形成炭化层阻隔热量传递;氮系阻燃剂则主要通过吸热和稀释燃烧产物来阻止火焰的蔓延。
通过复配这些阻燃剂,可以使各自的作用相辅相成,发挥出更好的效果。
2. 异质界面作用复配阻燃材料中的不同阻燃剂之间形成了复杂的异质界面,在火灾过程中这些界面起到了重要的作用。
异质界面可以吸附燃烧物质释放的有害气体和蒸气,阻断火焰的传播;同时,界面还可以阻止气体和液体的扩散,降低火焰的渗透性;此外,界面还能使材料形成更加致密的炭化物层,抑制热量传递。
3. 化学协同反应不同阻燃剂之间还可能发生一系列化学反应,产生一些具有阻燃效果的物质。
例如,一些磷系阻燃剂的分解产物可以与氮系阻燃剂生成具有阻燃作用的磷氮复配物。
这些化学协同反应可以进一步促进阻燃效果的提升。
三、未来展望目前对于阻燃材料的研究主要侧重于阻燃剂的应用和复配比例的确定,对于复合阻燃材料的协同阻燃机理研究还较为有限。
未来的研究可以从以下几个方面展开:1. 探索更多的阻燃材料复配方案,寻找更好的协同阻燃效果。
2. 借助先进的表征技术,深入研究阻燃材料中阻燃剂的分布和界面结构,探究协同阻燃机理的微观细节。
磷硅阻燃剂协同效应及其应用
磷硅阻燃剂协同效应及其应用在阻燃剂的生产和应用中,人们在探索合成新型高效阻燃剂的同时,也对阻燃效果较好的阻燃剂进行复配。
所谓复配,主要是利用阻燃剂之间的相互作用,以期提高阻燃效能,即通常所称的阻燃剂“协同效应”。
具有协同效应的阻燃体系阻燃效果好,阻燃性能增强,既可阻燃又可抑烟,还具有一些特殊功能;其应用范围广,成本低,能提高经济效益,是实现阻燃剂低卤无卤化有效途径之一。
大多数含磷阻燃剂与含氮或卤素的化合物共同使用时,能大幅度提高阻燃效果。
前人对磷/氮协同体系及磷/卤素协同体系的作用机理及应用都已作了不少综述]。
但对磷/硅的协同阻燃效应及应用却鲜有报道。
有机硅系阻燃剂[3]是一种新型的无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂,还是一种良好的分散剂,能增加材料间的相容性。
它作为一类高分子阻燃剂,具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染等特点。
有机磷阻燃剂具有高热稳定性,耐析出性好,高效低毒,不挥发等特点。
将两者结合起来,通过复配,可以获得阻燃效果更佳的复合型阻燃剂。
1磷/硅阻燃剂阻燃机理传统的协同体系有卤/磷、锑/卤、磷/氮等,还可将阻燃剂进行复配,以达到降低阻燃剂用量,提高阻燃性能的目的。
磷/硅协同体系是近几年才引起专家学者们注意的一类无卤阻燃剂。
磷/硅阻燃剂有两类:1)磷系化合物与硅系化合物复配的阻燃剂。
2)阻燃剂化合物本身含有磷及硅元素。
磷系阻燃剂[4]包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂两大类。
无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸铵盐和聚磷酸铵等,它们稳定性好,不挥发,不产生腐蚀性气体,阻燃效果持久,毒性较低。
有机磷系阻燃剂主要包括对磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、磷杂环化合物、缩聚磷酸酯和有机磷酸盐等。
与卤系相比,虽然有一定的毒性,但它们的致畸性不高,分解产物的腐蚀性和毒性也很少,除阻燃效果好以外,磷系阻燃剂对提高高分子材料的综合性能也有十分重要的作用。
磷系阻燃机理[5]分为三类:一是磷具有强脱水性,磷系阻燃剂高温燃烧时的生成磷酸或聚磷酸,容易在燃烧物表面形成高粘度的熔融玻璃质和致密的炭化层,使基质与热和氧隔绝开来。
磷、硅阻燃协同效应的研究及应用
国际纺织导报 2008年第 2期
53
同阻燃效果 , 并且, 用硅氧烷代替 硅烷时 , 磷硅的阻燃协同作用得到 进一步加强 , 因为硅氧烷降解形成 的层状二氧化硅 阻止了炭层的 氧 化 , 从而提高了炭层的稳定性[ 7] 。
磷硅协同阻 燃体系包 括两个
方面的内容 , 一方面是将磷系阻燃 剂与硅系阻燃剂进行复配 , 通过阻 燃剂之间的相互作用 , 产生协同阻 燃效果 , 另一方面是将磷硅两种元 素引入同一分子结构中 , 通过元素 之间的相互作用 , 产生协同阻燃效
果。 2.1 磷 /硅复配阻燃体系的应用
国内外对磷硅 复配阻燃 体系 在棉织物上的应用鲜有报道 , 东华 大学恒逸研究所的刘丽雅 、彭治汉 将其自 制的阻燃剂 SP-03与 N-羟 甲基 -3-(二甲氧基膦酰基 )丙烯酰 胺 (商品名 代号 FRP-3010)复 配 , 然后利用浸轧焙烘工艺对 棉织物
进行阻 燃整理 。 阻 燃剂 SP-03 与 FRP-3 010 均 是 具 有 反应 性 的 有 机 磷化合物 , 在酸质子存在下经高温 焙烘 , 能与纤维素纤维上的羟基脱 水键合 , SP-03与棉纤维的 反应式 如下 :
阻燃剂与纤 维素的键合直 接 改变了纤维素高 温下热裂解的 固 有历程, 阻止了左旋葡萄糖的形 成 , 脱水生成不饱合双键使得纤维 分子之间相互交联 , 转而演化为难 燃的炭化物 , 不仅能有效地抑制燃 烧的继续进行 , 还具有防止阴燃发 生 的 效 果 。 将 SP-03 阻 燃 剂 和 FRP-301 0 复 配用 于 棉 织 物 的 阻 燃 整理 , 是因为磷硅协同效应比单独 使用 FRP-3010具有更好的阻燃效 果 [ 8] 。
阻燃剂的协同效应
阻燃剂的协同效应发布: 2009-9-25 16:31 | 作者: admin | 来源: 中国木塑产业网 | 查看: 41次近几年,世界上没有开发出根本性的新型阻燃体系。
然而世界各地的研究小组在推动现有阻燃剂向无卤体系发展方面还是取得了很大进步。
尽管协同反应的作用机理还没有完全掌握,但利用协同反应制备的阻燃添加剂和多功能阻燃剂体系变得越来越普及,并且很有可能成为未来阻燃剂发展的重要特征。
在阻燃剂技术中,协同效应不仅仅生产更多有效的阻燃剂体系,而且还使得减少其他阻燃剂中化学试剂的使用量成为可能,并且可以为提高阻燃剂的阻燃效率以满足日益严格的阻燃剂生产和使用标准做出积极贡献。
许多矿物与有机卤阻燃剂和有机磷阻燃剂具有协同作用。
在硼酸盐和水合矿物组成的热固性材料中也能观察到协同发应。
将无机矿物填料添加到膨胀性防火材料中可以更好的控制防火材料在接触火焰后膨胀结构的形态。
越来越多的经验证明,尽管无机矿物填料的表观价格在不断增加,但事实上,添加适当无机矿物填料的阻燃剂可以通过大量减少其他活性添加剂或者通过提供多功能性能来降低生产成本。
目前,最重要的协同阻燃化合物是氧化锑和卤素供体化合物。
金属氧化物和其他金属化合物的应用前景也大有希望,尤其是应用于热塑性工程塑料。
阻燃剂技术的另一个重要的发展方向是将新型的氧化锑混合造粒,作为协同阻燃剂。
氧化锑混合物表有单组分阻燃剂体系以及母粒的优点。
锑化合物的成本相对来讲并不昂贵,已经大量用作阻燃剂。
然而,锑是一种有毒的材料,其使用在大部分国家都受到有关法律法规的制约,因此有一种逐步取代锑化合物阻燃剂或者减少使用的趋势。
但是锑化合物与合卤阻燃剂具有很好的协同作用,尤其用于塑化聚氯乙烯树脂。
不含卤素的聚合物为获得一定的阻燃性能,需要混入一种合适的溴或者氯化合物。
在许多替代锑化合物的体系中,最具潜在优势的是硫化锌。
截止到目前,硫化锌仅仅被考虑用来作为一种颜料。
硫化锌单独或者作为协同化合物的新型阻燃剂已经问世。
协同阻燃的研究现状
协同阻燃的研究现状由于传统的溴系阻燃剂和膨胀型阻燃剂在聚烯烃体系的应用中存在限制和缺陷,期望通过“协同阻燃”达到更为优异的综合性能。
协同阻燃是指由两种或者两种以上组分构建成的阻燃体系,其综合阻燃效果优于各组分阻燃作用之和。
其中纳米材料具有比表面积大、体积效应和量子效应等特点,所以对聚合物/阻燃剂体系的阻燃效果、热稳定性和力学性能会产生意想不到的效果。
纳米材料在较低的添加量下就能明显改善聚合物的阻燃性能,用少量纳米材料取代传统阻燃剂即可达到协同效果。
下面主要介绍与本篇工作有紧密联系的层状纳米材料协同阻燃体系、碳纳米管协同阻燃体系和稀土化合物协同阻燃体系。
1 层状纳米材料协同阻燃体系1.1 层状硅酸盐协同阻燃最常见的层状硅酸盐是黏土。
由于黏土极性较高,一般与聚合物之间的相容性较差,所以一般通过烷基铵盐等有机阳离子与黏土阳离子之间的交换反应来改善其与基体的相容性。
改性后的黏土一般具有更大的层间距,这样更容易在加工过程中形成剥离结构,在基体中的分散性也相对更好。
将黏土和溴系阻燃剂共同使用,对基体有协同阻燃的效果。
一方面,黏土在高温下形成的类氧化硅成分在燃烧过程中向表面迁移,使表面硅、氧元素富集,形成了阻挡层。
这种保护层可以隔绝基体与外界之间的热传导,进而提高材料的阻燃性能。
另一方面,黏土的硅酸盐片层结构以纳米尺度分散在高聚物中,可以限制高分子链的运动。
这使材料受热时更容易保持原始形状,显示出更好的阻燃性能。
将溴系阻燃剂和黏土同时加入到丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)或尼龙6(PA6)基体中,会发生化学反应进一步提高阻燃剂的效率。
黏土在 200 ºC 左右发生降解反应,分解产生的中间物可以与溴系阻燃剂反应生成三溴化锑,三溴化锑可以在气相中发挥高效的阻燃效果。
将黏土与膨胀型阻燃剂共同使用时,除了黏土自身形成的片层结构可以用作保护层外,黏土中的酸性点也可以催化体系形成更致密的炭层,使材料的阻燃性能得到提高。
超细协同阻燃剂诞生
超细协同阻燃剂诞生
佚名
【期刊名称】《塑料科技》
【年(卷),期】2009(37)9
【摘要】应环保法规和要求,阻燃剂的无卤化、低毒化、复合化、抑烟化已成21世纪阻燃剂发展的趋势。
传统阻燃材料为含卤聚合物或含卤阻燃剂组合型阻燃混合物,一旦发生火灾,因热分解和燃烧,会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体。
调查发现,80%上火灾死亡事故是由材料产生的浓烟和有毒气体造成的,因此,除阻燃效率外,低烟、低毒也是阻燃剂性能必不可少的指标。
【总页数】1页(P81-81)
【关键词】含卤阻燃剂;协同;超细;阻燃材料;有毒气体;含卤聚合物;腐蚀性气体;环保法规
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.12;TH122
【相关文献】
1.不同阻燃剂在超细纤维合成革皮基中的应用研究 [J], 李梅英;张玉洲;陈明磊;赵烈;刘杰
2.《纺织染整助剂及其应用》《阻燃剂及纺织品的阻燃整理》《各种纺织浆料及其应用》《细旦超细旦纤维织物的开发及其染整加工》征订启事 [J],
3.制取超细氢氧化铝阻燃剂的研究 [J], 武文焕;冯怡利;李建强;张树云
4.超细协同阻燃剂的制备及应用 [J], 赵雪;朱平;许秋生
5.超细及高白氢氧化铝阻燃剂在建材行业的应用 [J], 李奉隆;王建立;宋为聪
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8.2 卤/锑协同作用
卤锑协同阻燃机理
Sb2O3(s) + 6HX(g) 2SbX3(g) + 3H2O Sb2O3(s) + 2HX(g) 2SbOX(s) + H2O SbX3 + H HX + SbX2 SbX3 X + SbX2 SbX3 + CH3 CH3X + SbX2 SbX2 + H SbX+ HX SbX2 + CH3 CH2X + SbX SbX + H Sb + HX
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8.2 卤/锑协同作用
Table 8-4 以1,2-双(三溴苯氧基)乙烷阻燃的环氧树脂配方及性能
No.
1
2
3
环氧树脂
100
100
100
1,2双(三溴苯氧基)乙烷 /phr
3
10
10
Sb2O3 /phr LOI /%
3
3
5
36.5
37.3
38.0
UL 94 垂直燃烧 (3.2mm)
V-0
0
1
2
3
4
5
6
7
LDPE
100 100 100 100 100 100 100 100
P(红磷)/phr 0
20
16
12
10
8
4
0
APP /phr
0
0
4
ห้องสมุดไป่ตู้
8
10
12
16
20
LOI/%
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8.1 协同阻燃作用的概念
协同阻燃作用的其他表述 ❖ EFF (FR Effectivity): the increment in LOI for 1% of the element on which the FR additive is based. ❖ SE (Synergistic Effectivity): the ratio of the EFF of the additive plus the synergist to the EFF of additive alone.
FR-1025 [poly (pentabromobenzyl acrylate)]
100
100
9.6
17.0
3.1
4.2
1
1
6.2
10.3
V-0
V-0
30
38
93
107
2.2
2.0
2.0
9.02
6.47
8.04
75
69
78
Pyro-Chek 68PB
100 15.0 3.2
1 9.4 V-0 35 60 1.7 5.29 49
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8.1 协同阻燃作用的概念
举例:红磷(RP)与APP在PE中的协同作用研究
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8.1 协同阻燃作用的概念
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8.1 协同阻燃作用的概念
问题:如何设计试验得到实验曲线和计算曲线?
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8.1 协同阻燃作用的概念
编号
表8-1 红磷与聚磷酸铵协同阻燃LDPE实验设计
SbX + CH3 Sb + CH3X
Sb + O SbO
SbO + H SbOH
Sb + HO SbOH SbOH + H SbO +H2 SbOH + HO SbO +H2O
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8.2 卤/锑协同作用
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8.3 磷/卤协同作用
Are Phosphorus and Halogen Sometimes Synergistic?
PBT/30% glass fiber 阻燃剂用量 /phr Sb2O3 /phr 硬脂酸钙 /phr Br /% UL 94(3.2mm) LOI /% 拉伸强度 /MPa 伸长率 /% 抗弯模量 /GPa 冲击强度 /J/m
Table 8-3 阻燃纤维增强PBT的配方及性能
-100
1 燃烧 22 127
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8.3 磷/卤协同作用
A synergistic interaction of ammonium polyphosphate (APP) and hexabromocyclododecane (HBCD) was demonstrated in polyacrylonitrile. Surprisingly, the main function of the HBCD in this system is as a blowing agent, and the APP acts as a char-forming agent. This unusual result, in which the bromine compound does not appear to act as a flame poison, was considered by the authors to be peculiar to polyacrylonitrile. One noteworthy feature of this study was that the synergism was evaluated in the knowledge of a substantially linear oxygen index response for each additive alone.
第8章 协同阻燃技术及应用
8.1 协同阻燃作用的概念 8.2 卤/锑协同作用 8.3 磷/卤协同作用 8.4 磷/氮协同作用 8.5 膨胀型阻燃体系中的协同作用 8.6 其他协同阻燃作用
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8.1 协同阻燃作用的概念
Definition of Synergism
Synergism is defined as an effect greater than the additive effect, produced by a combination of ingredients. The synergistic activity can express itself in various FR parameters: LOI, amount of additive needed, char formation, time of afterflaming, HRR, and others.
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8.3 磷/卤协同作用
An Example of the P/X FR Synergy
A 2/1 blend of PC/PET was flame retarded with bromine, phosphorus, a blend of bromine and phosphorus, and compounds containing both phosphorus and bromine in the same molecule. All compositions contained 0.5% Teflon 6C. ❖ The bromine flame retardant BC-52 (BrPC) is a brominated polycarbonate oligomer, containing 51.3% aromatic bromine. ❖ The phosphorus compound triphenyl phosphate (TPP) contains 9.5% P. ❖ Reoflam PB-460 (BrP 60/4) containing 4% P and 60% aromatic Br, melting at 105℃. ❖ Reoflam PB-370 (BrP 70/3) containing 3% P and 70% non-aromatic Br; melting at 180℃.
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8.1 协同阻燃作用的概念
表 8-2 无卤阻燃EP体系的LOI测试结果及协同阻燃作用
样品名称
P/wt% N/wt% LOI/%
EFF
SE
EP
0
22.6
-
EP-P-1
0.87
30.1
34.6
EP-MA-10
0
8.45
23.8
2.8
EP-P-1-MA-10
0.80
33.2
?
?
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8.2 卤/锑协同作用
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8.1 协同阻燃作用的概念
以阻燃聚合物体系的燃烧性能作为阻燃剂组分浓度的函数, 由于组分复合所产生的优于添加效应的一种阻燃效果,称之为 协同阻燃作用。
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8.1 协同阻燃作用的概念
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8.1 协同阻燃作用的概念
协同阻燃作用的判断
协同指数:SI=(OI)exp - (OI)cal 0 协同;=0无协同;0反协同 式中: (OI)exp:试验得到的OI (OI)cal:计算获得的OI (OI)cal = (OI)0 + (OI)A + (OI)B (OI)0 :基材的OI (OI)A 、(OI)B :组分A、B单独添加到基材中时 OI的增值(正或负)
8.3 磷/卤协同作用
BrPC and TPP are compared, the bromine concentration increases from left to right and the phosphorus concentration increases from right to left. The two curves intersect at 5% bromine and 0.5% phosphorus, indicating that phosphorus is ten times more effective as a flame retardant.