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阻燃機理
鎖定
阻燃機理是指降低材料在火焰中的可燃性,減緩火焰蔓延速度,當火焰移去後能很快自熄,減少燃燒的理由和道理。從燃燒過程看,要達到阻燃目的,必須切斷由可燃物、熱和氧氣三要素構成的燃燒循環。
- 中文名
- 阻燃機理
- 外文名
- Flame retardant mechanism
- 所屬學科
- 高分子材料與工程
- 作用機理分類
- 物理的、化學的及二者結合作用等多種形式
阻燃機理作用
覆蓋層作用
阻燃劑受熱後,在纖維材料表面熔融形成玻璃狀覆蓋層,成為凝聚相和火焰之間的一個屏障,這樣既可隔絕氧氣,阻止可燃性氣體的擴散,又可阻擋熱傳導和熱輻射,減少反饋給纖維材料的熱量,從而抑制熱裂解和燃燒反應。
氣體稀釋作用
阻燃劑吸熱分解後釋放出不燃性氣體,如氮氣、二氧化碳、氨、二氧化硫等,這些氣體稀釋了可燃性氣體,或使燃燒過程供氧不足。另外,不燃性氣體還有散熱降温作用。
吸熱作用
某些熱容量高的阻燃劑在高温下發生相變、脱水或脱鹵化氫等吸熱分解反應,降低了纖維材料表面和火焰區的温度,減慢熱裂解反應的速度,抑制可燃性氣體的生成。如三水合氧化鋁分解時可釋放出3個分子水,轉變為氣相需要消耗大量的脱水熱。
熔滴作用
在阻燃劑的作用下,纖維材料發生解聚,熔融温度降低,增加了熔點和着火點之間的温差,使纖維材料在裂解之前軟化、收縮、熔融,成為熔融液滴滴落,大部分熱量被帶走,從而中斷了熱反饋到纖維材料上的過程,最終中斷了燃燒,使火焰自熄。滌綸纖維的阻燃大多是以此方式實現的。
提高熱裂解温度
在纖維大分子中引入芳環或芳雜環,增加大分子鏈間的密集度和內聚力,提高纖維的耐熱性;或通過大分子鏈交聯環化,與金屬離子形成絡合物等方法來改變纖維分子結構,提高炭化程度,抑制熱裂解,減少可燃性氣體的產生。
通過阻燃劑的作用
在凝聚相改變纖維大分子鏈的熱裂解歷程,促進發生脱水、縮合、環化、交聯等反應,增加炭化殘渣,減少可燃性氣體的產生。
阻燃機理分類
阻燃機理本徵型
本徵型阻燃是指在聚合物主鏈或側鏈中含有具有阻燃效果的原子或基團(如氮、硅、磷及鹵素等)。當高分子材料受熱發生燃燒後,這些原子發生化學反應,產生難燃氣體,從而抑制火勢蔓延的發生。最常見的本徵型阻燃高分子材料有聚氯乙烯、氯化聚乙烯等。
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阻燃機理添加型
添加型阻燃是利用物理方法在不具有阻燃性能或阻燃性能較差的高分子材料中添加阻燃劑,利用阻燃劑的阻燃效果實現對高分子材料阻燃性能的改善。常用於製備阻燃高分子材料的阻燃劑可分為有機阻燃劑、無機阻燃劑和複合型阻燃劑。
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阻燃機理應用
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