第六章阻燃剂总结
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一.分类及作用机理1.卤系根据燃烧的链反应理论,维持燃烧所需的是自由基。
阻燃剂可作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。
如含卤阻燃剂,它的蒸发温度和聚合物分解温度相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来。
此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。
一般与三氧化二锑并用。
2.磷系在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,隔绝氧气,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,从而达到阻燃目的。
如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。
碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解,另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
3.氮系受热时分解出不燃气体,将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。
同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用,阻止燃烧的继续进行,达到阻燃的作用。
4.Sb2O3 反应放出H2O并生成熔点较低、能够气化的卤化锑,起稀释可燃性气体的作用。
同时他的相对密度较大,覆盖于高分子材料表面隔绝空气,能促进炭化反应,降低燃烧系统的温度,能捕捉燃烧过程中气相里游离的HO.和H.,从而抑制燃烧。
实际上三氧化二锑是普遍使用的阻燃剂协效剂,与卤素化物之比以3:1最佳。
5.金属氢氧化物在高温条件下,发生了强烈的吸热反应,吸收燃烧放出的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延。
通过提高聚合物的热容,使其在达到热分解温度前吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。
这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性,提高其自身的阻燃能力。
6.硼系产生液相中间物,该中间物可湿润可燃物表面,从而成为隔热和隔氧的屏障。
硼酸锌具有阻燃、抑烟、成炭和防止熔滴生成等多种功能。
阻燃剂阻燃机理总结阻燃原理阻燃剂原理日期:2018/01/15阻燃剂阻燃机理总结阻燃原理阻燃剂原理聚合物的燃烧是一个非常激烈复杂的热氧化反应,具有冒发浓烟或炽烈火焰的特征。
燃烧的一般过程是在外界热源的不断加热下,聚合物先与空气中的氧发生自由基链式降解反应,产生挥发性可燃物,该物达到一定浓度和温度时就会着火燃烧起来,燃烧所放出的一部分热量供给正在降解的聚合物,进一步加剧其降解,产生更多的可燃性气体,火焰在很短的时间内就会迅速蔓延而造成一场大火。
阻燃剂是一类能够阻止塑料引燃或抑制火焰传播的助剂。
根据其使用方法可分为添加型和反应型两类,添加型阻燃剂是在塑料的加工过程中掺入塑料中,多用于热塑性塑料。
反应型阻燃剂是在聚合物合成过程中作为单体化学键合到聚合物分子链上,多用于热固性塑料,有些反应型阻燃剂也可用作添加型阻燃剂。
按照化学结构,阻燃剂又可分为无机和有机两类,在这些化合物中多含有卤素和磷,有的含有锑、硼、铝等元素。
1.阻然剂的阻燃效应阻燃剂的阻燃作用就是在聚合物材料的燃烧过程中能阻止或抑制其物理或化学变化的速度,具体说来,这些作用体现在以下几个方面。
(1)吸热效应:其作用是使高聚物材料的温度上升发生困难,例如,硼砂具有10个分子的结晶水,由于释放出结晶水要夺取141。
8kJ/mol热量,因其吸热而使材料的温度上升受到了抑制,从而产生阻燃效果。
水合氧化铝的阻燃作用也是因其受热脱水产生吸热效应的缘故。
另外,一些热塑性聚合物裂解时常产生的熔滴,因能离开燃烧区移走反应热,也能发挥一定的阻燃效果。
(2)覆盖效应:其作用是在较高温度下生成稳定的覆盖层,或分解生成泡沫状物质,覆盖于高聚物材料的表面,使燃烧产生的热量难以传入材料内部,使高聚物材料因热分解而生成的可燃性气体难于逸出,并对材料起隔绝空气的作用,从而抑制材料裂解,达到阻燃的效果。
如磷酸酯类化合物和防火发泡涂料等可按此机理发挥作用。
(3)稀释效应:此类物质在受热分解时能够产生大量的不燃性气体,使高聚物材料所产生的可燃性气体和空气中氧气被稀释而达不到可燃的浓度范围,从而阻止高聚物材料的发火燃烧。
阻燃剂实习报告1. 概述阻燃剂是一种能够减缓或阻止燃烧过程的物质,常用于塑料、橡胶、织物等材料中,以提高其阻燃性能。
本实习报告旨在总结我在阻燃剂制备与应用实习中所获得的经验和收获。
2. 实习内容在实习期间,我主要深入研究了阻燃剂的制备方法和应用领域,并参与了实验室的实际操作。
以下是我参与的几个主要实习内容:2.1 阻燃剂制备我在实习中学习了多种阻燃剂的制备方法,包括物理混合法、化学反应法和表面改性法等。
通过实验,我了解到不同的制备方法对阻燃剂的性能和应用领域有着重要影响。
我参与了一项物理混合法制备阻燃剂的实验,通过添加高分子材料和无机盐等成分,获得了一种具有良好阻燃性能的材料。
2.2 阻燃剂性能测试为了评估阻燃剂的性能,我们进行了一系列的实验测试。
包括燃烧性能测试、热分析测试和力学性能测试等。
其中,燃烧性能测试是最为关键的一项,通过对材料的燃烧特性进行评估和比较,可以确定阻燃剂的阻燃效果。
我参与了燃烧性能测试的实验操作,学习了测试仪器的使用方法和数据分析技巧。
2.3 阻燃剂应用研究在实习期间,我也参与了一项阻燃剂在塑料材料中的应用研究。
通过在聚合物基体中添加不同种类和含量的阻燃剂,测试了材料的燃烧特性,并对其阻燃效果进行评价。
通过这项研究,我深入了解了阻燃剂在实际应用中的重要性和限制,为以后的研究和开发提供了宝贵的经验。
3. 实习收获通过本次实习,我获得了以下几方面的收获:3.1 知识掌握在实习过程中,我系统学习了阻燃剂的制备方法、性能测试和应用研究等方面的知识。
通过亲自参与实验操作和数据分析,我对阻燃剂的制备和应用有了更加深入的理解。
同时,我还了解到了阻燃剂在不同材料体系中的适用性和优化策略。
3.2 实践能力本次实习让我有机会参与实验室的实际操作,学习并掌握了一系列实验技术和仪器使用方法。
我在操作过程中注重细节和安全,提高了实验的成功率。
通过与实习导师和同事的交流和合作,我培养了团队合作精神和解决问题的能力。
纺织阻燃剂开发和售后工作个人工作总结一、引言纺织阻燃剂是一种应用广泛的特种化学品,可以有效地降低纺织品在火灾中的燃烧性能,保护人身和财产的安全。
作为纺织阻燃剂开发和售后工作人员,我将总结我的工作经验和收获,旨在对之后的工作进行反思和提升。
二、工作内容1. 产品研发:参与纺织阻燃剂的研发项目,负责测试、评估和优化产品性能。
通过实验室测试和现场试验,不断改进纺织阻燃剂的配方和工艺,提高产品的阻燃效果和稳定性。
2. 技术支持:为客户提供专业的技术支持和解决方案。
通过与客户的沟通和了解需求,给予相应的技术咨询和建议。
在客户使用过程中出现问题时,及时响应并解决,确保客户对产品的满意度和忠诚度。
3. 售后服务:对客户进行产品的使用培训和指导。
收集并分析客户的反馈和意见,及时反馈给产品研发部门,并对产品进行改进和优化。
定期进行客户回访,了解客户对产品的使用情况和满意度,并为客户提供优质的售后服务,维护客户关系。
4. 市场开拓:参与市场调研和竞争对手分析,为公司制定合理的市场策略和销售计划。
积极参加行业展览和技术交流会议,建立和扩大客户资源。
与销售团队合作,共同完成销售目标,实现公司的业务增长。
三、工作经验与收获1. 技术能力和知识通过参与纺织阻燃剂的研发项目,我不断提高了自己的技术能力和专业知识。
熟练掌握了纺织阻燃剂的原理、性能和应用领域,能够对产品进行科学的评估和优化。
同时,我也积累了丰富的实验室测试和现场试验的经验,对问题的分析和解决能力得到提升。
2. 沟通和协作能力在与客户的沟通过程中,我学会了倾听和理解客户的需求,并给予准确、及时的技术支持和解决方案。
与产品研发部门和销售团队的紧密协作,使我具备了良好的团队合作和协调能力。
能够在团队中紧密合作,共同完成项目和任务。
3. 问题解决和创新能力在与客户的合作中,经常遇到各种技术难题和问题。
通过不断的学习和实践,我积累了一定的问题解决和创新能力。
能够识别问题的关键点,找出问题的根源,并制定相应的解决方案。
阻燃剂的分类和阻燃剂用途阻燃剂,又称难燃剂,耐火剂或防火剂:赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂;依应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
阻燃剂(防火液),无毒、无腐蚀剂、防火效果好、价格低廉、使用方便。
阻燃剂的分类:阻燃聚丙烯①卤-锑体系,即气相阻燃机理。
常用的卤系阻燃剂是十溴二苯醚、六溴环十二烷、八溴醚、四溴双酚A等,加上阻燃协效剂三氧化二锑,具有添加量少,阻燃效果好的特点。
但卤素类阻燃剂一直受到绿色环保组织的非难,以至在有些国家受到制约,被明令禁止使用。
然而美国、日本等国家仍允许使用,那么作为发展中国家的中国,卤系阻燃剂的寿命至少还有10年以上。
②用含溴烷基磷酸酯来处理PP。
这类阻燃剂兼有PBr协同效应,使阻燃效果显著,同时还能改善PP的流变性及加工性能,对PP的物理机械性能影响也小。
③近十年来在PP阻燃技术上,以意大利都灵大学教授Camino首创的膨胀型阻燃剂发挥了巨大的作用,这类PN系阻燃剂具有高效、热和光稳定性高、低毒、低烟、低腐蚀,对加工和机械性能影响小,不会引起环境污染。
在PP中只要添加2530份即可达到UL94V 0级。
国内刚有膨胀型阻燃剂产品的生产报道。
④丙烯酸五溴苄酯与三元乙丙橡胶的接枝共聚物阻燃的聚丙烯。
这类阻燃处理的PP具有很高的抗冲击强度,在某些场合可用作工程塑料。
⑤无机填充料阻燃聚丙烯所谓的无机填充料即指氢氧化铝和氢氧化镁,它们具有阻燃、抑烟的作用。
但要达到预期的效果,微粒化及表面处理是关键技术,应用于不同塑料。
要慎重选择匹配的表面活性剂,使其与塑料相容性好,并在塑料中得以均匀的分散,又不致太大地影响塑料的机械性能。
由于ATH和氢氧化镁能在不同的温度范围内起到阻燃抑烟作用,因此二者的复配使用可以使塑料在较宽的温度范围内发挥持续阻燃效果。
这里要强调的是,在用氢氧化镁处理PP时,为达到更好的阻燃效果及合适的机械性能,在添加氢氧化镁混炼工艺中,宜采用二步加料方式,这样会得到比一次加料更好的结果。
阻燃剂研究综述1.阻燃剂的涵义阻燃剂又称难燃剂, 耐火剂或防火剂, 赋予易燃聚合物难燃性功能, 用以提高材料抗燃性, 即阻止材料被引燃及克制火焰传播的助剂。
重要合用于阻燃合成和天然高分子材料(涉及塑料、橡胶、纤维、纸张、涂料等)。
采用阻燃材料有助于延迟或防止高分子材料的燃烧, 使其点燃时间增长, 点燃自熄或难以点燃。
有助于保证各种制品的安全及减少人们的生命和财产损失。
2.阻燃剂的重要历史性发展[1]1966年, Fenimore和Martin根据材料在不同氧浓度中的燃烧情况, 反复测定了使材料连续燃烧所需的最低氧浓度, 得到了很好的反复性, 提出了“氧指数”的概念, 从而使得阻燃材料的燃烧性能有了科学的定性手段, 对现代阻燃科学技术产生了深远的影响, 并得到了广泛的应用。
随着现代科技的进步, 许多先进的分析测试仪器和解决方法如傅里叶变换红外光谱仪、热分析技术、X射线光电子能谱(XPS)、锥形量热仪( Cone Calorimeter)等被应用于阻燃研究, 成为阻燃科学理论研究的有效手段。
3.阻燃剂的分类[1]按阻燃剂与被阻燃基材的关系, 阻燃剂可分为添加型和反映型两大类, 目前使用的阻燃剂85%为添加型, 仅有15%为反映型。
前者多用于热塑性高聚物, 后者多用于热固性高聚物。
按阻燃元素种类, 阻燃剂可分为卤素(溴系及氯系)、有机磷系及卤-磷系、磷-氮系、氮系、硅系、锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、锡系等。
前五类属于有机类, 后几类属于无机类。
近年来, 出现一类新的“膨胀型阻燃剂”, 它们是磷-氮化合物或者混合物。
人们对阻燃高聚物, 较少采用单一的阻燃剂, 往往是采用多种阻燃剂的复配系统, 以发挥协同阻燃效应或同时提高材料的多种阻燃性能。
3.1溴系阻燃剂溴系阻燃剂之所以受到人们如此青睐, 其重要因素是他的阻燃效率高, 价格适中, 这是其他阻燃剂难以匹敌的。
另一方面是溴系阻燃剂的品种多, 合用范围广, 并且溴的来源充足。
常见阻燃剂及其阻燃机理总结1、无机阻燃剂(1)水合金属氧化物主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锡等,其中以氢氧化铝的吸热效应最大,阻燃效果好。
其阻燃作用主要是吸热效应,生成的水蒸气还能起隔绝效应。
这类阻燃剂的最大优点是无毒,不会生成有害气体,还可减少燃烧过程中CO的生成量,起消烟剂作用。
最大缺点是分解温度低,应用时使用量大,只能用于加工温度较低、物理机械性能要求不高的高聚物材料的阻燃。
此外,氢氧化镁易吸收空气中的CO2,生成碳酸镁,使制品产生白点。
(2)硼化合物与钼化合物这类阻燃剂中主要有硼酸、水合硼酸锌、钼酸锌、钼酸钙、钼酸铵等。
其中水合硼酸锌的阻燃效果最好。
该类阻燃剂在较低温度下熔融,释放出水并生成玻璃状覆盖层,在燃烧过程中起隔绝、吸热及稀释效应。
硼类阻燃剂与卤系阻燃剂有协同效应。
由于分解温度低,不能用于加工温度高的高聚物阻燃(3)硅类化合物这类阻燃剂在燃烧时能生成玻璃状的无机层(Si0)并接枝到高聚物上,产生不燃的含碳化合物,形成隔氧膜而抑制燃烧,同时还能防止高聚物受热后的流滴。
其燃烧时不产生火焰、CO及烟,而且还具有补强作用。
因此,这是一类极有开发前景的非卤素阻燃剂。
(4)膨胀型石墨这是一类新开发的无机阻燃剂美国已商品化。
它能起隔绝效应,与红磷有良好的协同效应,两者常同时使用(5)三氧化二锑三氧化二锑在不含卤高聚物中阻燃作用很小,一般不单独用作阻燃剂,在含卤高聚物中有较好的阻燃作用,与卤系阻燃剂并用有较好的协同效应2、有机阻燃剂(1)有机卤系阻燃剂有机卤系阻燃剂是目前用量最大的有机阻燃剂,主要是溴、氯化合物。
溴化物虽然有毒,但其阻燃效果比氯化物好,用量少,很受用户欢迎。
同一卤素不同类型的化合物,其阻燃能力不同,其大小顺序为:脂肪族>脂环族>芳香族脂肪族与高聚物的相容性好,但热稳定性差;芳香族热稳定好,但相容性差。
含有醚基的芳香族卤化合物与高聚物的相容性好,热稳定性高,用量急剧增加。
一、阻燃剂的类型原则上,能够阻止高聚物材料燃烧的物质都可选作阻燃剂。
但实际上,除阻燃性外,阻燃剂还必须具备下列条件:1)热分解温度要高于高聚物的加工温度(大约高出60℃左右)。
2)相溶性好。
能够与高聚物均匀混合,不析出。
3)对其施加对象的其他性能无严重不良影响。
如机械性能、加工性能、熔融指数及各项强度等。
4)生产成本低、无毒,燃烧时不释放有毒和腐蚀性气体。
实际上,任何单一物质均难以满足上述各种条件,好的阻燃剂往往由两种以上物质协同使用,从而要求人们不仅仅是寻找有效的阻燃剂,还要研究其最佳配方。
按化学组成的不同,阻燃剂大致可以分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机阻燃剂三大类。
(一)卤系阻燃剂卤系阻燃剂品种最多,应用面也最广。
卤系中的氟化物由于价格高、阻燃效力差,非特殊情况一般极少作阻燃剂使用。
碘化物虽然阻燃效力好,但由于不稳定、易分解,而且价格高,因而也很少使用。
唯有氯、溴才是作为卤系阻燃剂中最重要、最普遍的元素。
实验表明,卤系阻燃剂在单独使用时,往往很难达到理想的阻燃效果,除非增加阻燃剂的用量。
可是阻燃剂用量加大,又给高聚物的机械性能、加工性能带来不良影响。
为解决这一矛盾,人们尝试添加一些其他物质同卤系阻燃剂混合使用,就可以较少用量获得较好的阻燃效果——这就是协同效应,常用的增效剂有Sb、N、P等化合物、最常见的增效剂是Sb2O3。
在表一中同时列出了一些增效剂。
(二)磷系阻燃剂磷系阻燃剂的特点是阻燃效力高,但由于它对高聚物的机械加工性能影响较大,因而不如卤系阻燃剂使用广泛。
磷系阻燃剂包括无机磷阻燃剂和有机磷阻燃剂两大类。
1.无机磷阻燃剂:最常用的是红磷和聚磷酸铵。
聚磷酸铵单独使用或与卤代物并用时,阻燃效果不大,当同其他磷化物或氯化物并用时,阻燃效能明显提高。
在燃烧时,会发生以下变化:磷化合物→磷酸→偏磷酸→聚偏磷酸,聚偏磷酸玻璃体覆盖于燃烧体表面,隔绝空气。
对于含氧的高聚物,聚偏磷酸还具有脱水作用,使高聚物脱水分解,生成致密的炭化层,使燃烧终止。