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聚氨酯高分子材料添加阻燃劑的作用

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和大多數高分子材料一樣,聚氨酯不耐熱,容易被點燃。所以,需要通過各種辦法,是聚氨酯制品具有一定的阻燃性。而添加阻燃劑是最常用的辦法,阻燃劑是聚氨酯材料的重要助劑。添加阻燃劑后的聚氨酯制品具有自熄性,還具有改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗靜電的作用。









阻燃機理

1、膨脹型阻燃體系及成碳機理

“磷”在燃燒時轉變形成磷酸或偏磷酸類化合物,該類物質能使分解產物脫水碳化。同時,由膨脹阻燃體系中的氣源分解產生惰性氣體,從而使碳層膨脹,覆蓋于材料燃燒表面,隔熱隔氧。









2、氣相阻燃

通過捕捉活性自由基,形成低活性的基因。自由基促進燃燒時聚合物的氧化分解及火焰傳播阻燃劑通過使活性自由基失活實現氣相阻燃。

阻燃作用

1、吸熱降溫作用

燃燒早短時間內放出的熱量是有限的,如果能在較短時間盡可能多地吸收火源所釋放的熱量,輻射到材料表面的熱量及用于可燃分子分解變為自由基的熱量就會減少,燃燒反應就會得到一定程度上的控制。吸收燃燒熱量使溫度降低,若能低于材料的燃點將阻止燃燒反應,即降溫也能有效組織燃燒的蔓延。









2、覆蓋隔離作用

在聚氨酯這一類高分子材料中添加阻燃劑,阻燃劑在高溫下通過物理或化學變化形成玻璃狀或穩定泡沫狀覆蓋層,起到隔絕氧氣、隔熱和阻止可燃氣體向外溢出的作用,因此阻燃劑通過覆蓋層的保護和隔離作用實現對高分子材料的阻燃目的。









3、難燃氣體窒息作用

一些阻燃劑在高溫下受熱分解產生難燃或不燃氣體,這些難燃和不燃氣體能將高分子材料分解出來的可燃氣體的濃度降到燃燒下限以下,也極大程度地稀釋了燃燒區內的氧氣濃度,以此抑制燃燒過程。

聚氨酯常用阻燃劑

1、有鹵阻燃劑

這類阻燃劑主要是指含氯或溴的有機化合物,是目前國內外產量最大、應用最廣的一類阻燃劑。鹵系阻燃劑如果與含銻化合物復配使用,可以產生良好的協同作用,使材料的阻燃性能得到顯著提高。









2、無鹵阻燃劑

常見的無鹵阻燃劑主要有金屬氫氧化物、含硼化合物、膨脹型阻燃劑、磷系阻燃劑、硅系阻燃劑等。無鹵阻燃劑不含鹵素,阻燃效果好,受熱分解時產生的氣體低煙、低毒,受到廣泛歡迎。

高分子阻燃劑在工業生產中已經得到了一定的應用,對于實際應用中的高分子材料來說,在賦予適當阻燃性能的同時,還應盡可能減少對其力學強度、成型加工性能、外觀品質等的負面影響,同時還要考慮材料的成本和對環境的影響。在以后,應當綜合運用多種手段,采用協同阻燃方法制備出滿足實際應用要求的聚氨酯高分子材料制品。

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