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磷系阻燃剂成炭阻燃模式

返回列表来源: 发布日期 2015-11-18 17:19 浏览:-

  磷系阻燃剂能提高材料的成炭率,特别是对含氧高聚物。很多磷化合物是成炭促进剂。

  以磷系阻燃剂阻燃纤维素时,高温下阻燃剂会分解为含磷酸或酸酐,后者可使纤维素磷酰化并释出水,而磷酰化的纤维素则可转变为炭。如果形成的炭层能抗氧化,则阻燃效率更高。但即使是过渡性的炭层也具有一定的阻燃作用。而且,磷化合物也能阻止碳被氧化为二氧化碳,因而可降低氧化释热量。

磷系阻燃剂

  在硬质聚氨酯泡沫塑料中,磷化合物也能促进成炭的作用,且此时大部分磷似乎系保留于炭层中。硬质泡沫靼料中的磷阻燃剂,除了成炭外,还在火焰区中按气相阻燃。但软质聚氯酯泡沫塑料则与硬质者不同。前者中磷阻燃剂的主要作用似乎不是成炭,它只能形成很少量的炭,不足以成为防火的屏障。

  以红磷阻燃PA6时,材料LOI及NOI(NOI指在N2O中测得的指数)与阻燃剂用量的关系曲线很相似,故红磷很可能系按凝聚相机理进行阻燃。以红磷阻燃的PA6受热或遇火时,红磷被氧化为含磷酸,而PA6分子则以烷基酯的形式与磷酸相连。

  PA中磷阻燃剂的成炭率不高,但某些杂多酸能提高成炭率。如PA6中的聚磷酸铵浓度足够高,则能形成膨胀炭层。对这种阻燃PA6,除了炭层的保护作用外,一种含P-N键的交联涂层也有助于提高材料的阻燃性。

  一些不含氧的高聚物(如聚烯烃、聚苯乙烯)不易成炭,故磷阻燃剂对它们不是很有效的。但对不含反应性官能团的高聚物,磷阻燃剂可与聚合物燃烧时在其表面形成的禽氧基团或双键反应,形成氮杂环化合物,而后者则可成为膨胀炭层的一部分。为了有效地发挥磷阻燃剂的成炭作用,一个重要的途径是在不易成炭的聚合物中加入另外的成炭剂。有些高分子量成炭剂不仅有助于改善材料的阻燃性,而且有助于提高材料的热力学性能,有些则只具有阻燃功效。

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