阻燃劑的阻燃機理
本文介紹阻燃劑的阻燃機理。要研究阻燃劑的阻燃機理，必須首先了解高聚物燃燒機理。
（一）燃燒機理
有機高聚物的燃燒，實(shí)質(zhì)是熱分解的過(guò)程伴隨著(zhù)發(fā)光、發(fā)熱和氧的化學(xué)反應?？扇夹晕镔|(zhì)、氧氣和能量是其三要素。燃燒的總反應可簡(jiǎn)單表示為：
有機高聚物＋O2→CO＋CO2＋H2O＋光＋熱
一些基元反應如下：
1．在O2作用下，大分子鏈中較弱的鍵首先發(fā)生斷裂，產(chǎn)生自由基：
～CH＋O2→C·＋HOO·
2．在高聚物內部無(wú)氧區，大分子鏈吸收外界熱量，發(fā)生斷裂，產(chǎn)生自由基和雙自由基：
△
～C—C～→2～C·
△
～C—C·→～C·＋·C—C·
3．在自由基作用下，繼而發(fā)生一系列連鎖反應：
～C·＋O2→～COO·——①
～CH＋HOO·→～C·＋H2O2——②
H2O2→2HO·——③
RCH3＋HO·→RCH2·＋H2O——④
RCH2·＋O2→RCHO＋HO·——⑤
HO·＋H2→H·H2O——⑥
H·＋O2→HO·＋·O·——⑦
·O·＋H2→HO·＋H·——⑧
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以上自由基反應延續下去，導致大分子解聚①—⑧式反應產(chǎn)生的HO·和·O·等自由基活性很高，是發(fā)展燃燒的關(guān)鍵。
阻燃劑TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯產(chǎn)品物理信息
外觀(guān):純凈的阻燃劑TCEP為無(wú)色或淡黃色油狀透明液體,具有淡奶油味。
折光率(n20D)1.4731
沸點(diǎn)194℃,閃點(diǎn)225℃
凝固點(diǎn)-64℃
分解溫度240-280℃
粘度38-47厘泊(20℃)
磷含量10.8%
氯含量37.3%,與一般有機溶劑(如醇、酮、芳烴、氯仿等)相溶,不溶于脂肪族烴,幾乎不溶于水、且水解穩定性良好,在堿性溶液中有少量分解,本品無(wú)明顯腐蝕性。
阻燃劑TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯用途:
1.阻燃劑TCEP具有極佳的阻燃性,優(yōu)良的抗低溫性及抗紫外線(xiàn)性,其蒸氣只能在225℃以上用明火直接點(diǎn)燃方可燃燒,但移走火源則即刻自熄。以本品為阻燃劑不但可提高被阻燃材料的材料級別,而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗靜電性。常用于阻燃以硝基纖維和醋酸纖維為基材的油漆涂料,不飽和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛樹(shù)脂等,也可用于軟質(zhì)聚氯乙烯的增塑阻燃劑。本品用于不飽和聚酯添加量為10%～20%,在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚為原料)中可為10%左右,在軟質(zhì)聚氯乙烯中用作輔助增塑阻燃劑時(shí)為5%～10%。阻燃劑、鈾、釷、钚、锝等稀有金屬的分離溶劑或萃取劑。
2.本品廣泛用于化纖織物、醋酸纖維素作阻燃劑,除具有自熄性外,還可改善耐水性、耐寒性及抗靜電性。一般用量5～10份。本品為合成材料的優(yōu)良阻燃劑,兼具有良好的增型作用,廣泛用于醋酸纖維素、硝基纖維清漆、乙基纖維素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛樹(shù)脂等,所制得的產(chǎn)品除具有自熄性外,還可改善制品的物理性能,制品手感柔軟,也可稱(chēng)為石油添加劑和稀有元素的萃取劑,并且還是阻燃橡膠輸送帶的主要阻燃材料,一般添加量為5%～10%。
3.用作添加型鹵代磷酸酯類(lèi)阻燃劑和增塑劑。分子中同時(shí)含磷和氯,阻燃效果顯著(zhù),不易揮發(fā)及水解,對紫外線(xiàn)穩定性好。適用于酚醛樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纖維素涂料的阻燃劑、聚氯乙烯阻燃性增塑劑、金屬萃取劑、汽油添加劑及聚酰亞胺加工助劑等。能夠改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗靜電性。參考用量5%～20%.
（二）阻燃劑的阻燃機理
根據上面的燃燒機理，可以知道通過(guò)吸收熱能、降低燃燒體的溫度，除去能量；隔斷空氣；供給CO2等惰性氣體，使氣體的組成改變，離開(kāi)燃燒極限；捕獲活性自由基等辦法，使熱分解反應終止。
1．氣相阻燃機理
氣相阻燃就是阻燃劑通過(guò)轉化為氣相物質(zhì)，發(fā)揮其阻燃作用。
（1）捕獲自由基
阻燃劑受熱后，分解產(chǎn)生氣相物質(zhì)，這些物質(zhì)能捕獲高聚熱分解產(chǎn)生的自由基，使熱分解反應得到有效控制，從而達到阻燃、滅火的目的。
以鹵系阻燃劑為例，鹵化物受熱產(chǎn)生的鹵化氫能捕獲到活性的HO·、·O·自由基。通過(guò)自由基交換，產(chǎn)生活性較小的自由基：
RX＋H·→HX＋R·
HX＋HO·→H2O＋X·
HX＋·O·→HO·＋X·
（2）“稀釋”效應
阻燃劑在高溫分解出一種難燃氣體（如HX、H2O等），將燃燒體籠罩，“稀釋”了周?chē)扇夹詺怏w的濃度，同時(shí)吸收大量燃燒熱，降低了溫度，使燃燒得到控制。
如無(wú)機阻燃劑Al（OH）3的阻燃機理：
△
Al（OH）3→Al2O3＋3H2O－71．6（Kcal）
鹵系阻燃劑也能分解出比重較大的不燃氣體，產(chǎn)生覆蓋作用，而隔絕或稀釋了空氣（同CO2、N2等滅火相類(lèi)似），不同鹵素滅火效力與它們本身的原子量成正比，即：F：Cl：Br：I＝1·0：1．9：4．2：6．7按照等重量溴、氯相比，有機溴化物的阻燃效力約為氯化物的兩倍。這些事實(shí)正是鹵系阻燃劑滅火理論的有力證據。
2．凝相阻燃機理
凝相阻燃就是阻燃劑以凝聚相形態(tài)，發(fā)揮其阻燃作用?？煞殖赡ぷ枞己捅诿孀枞夹獌煞N。
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