磷系阻燃劑簡(jiǎn)介及原理
- 2012-4-25 8:29:16
- 來(lái)源：自采
- 作者：楊璐
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在當(dāng)今，傳統(tǒng)溴系雖然阻燃效果很好，但由于其中相當(dāng)多的一部分對(duì)環(huán)境不友好，甚至對(duì)人體產(chǎn)生很大的危害 |
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磷系阻燃劑 |
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在當(dāng)今，傳統(tǒng)溴系雖然阻燃效果很好，但由于其中相當(dāng)多的一部分對(duì)環(huán)境不友好，甚至對(duì)人體產(chǎn)生很大的危害，例如多溴聯(lián)苯醚系列。無(wú)鹵阻燃劑也就成了人們的追逐方向，而磷系阻燃劑又是無(wú)鹵阻燃劑中的重中之重。磷系雖然阻燃效果次于溴系，但是由于它對(duì)環(huán)境比較友好，沒(méi)有什么危害，因此，它的使用范圍越來(lái)越廣闊，人們也對(duì)它越來(lái)越重視，需求量激增，在這種情況下，諸多學(xué)者鉆研此道，開(kāi)發(fā)出了很多新型的磷系阻燃劑產(chǎn)品。磷系阻燃劑也開(kāi)始逐漸地占領(lǐng)阻燃劑市場(chǎng)。
磷系阻燃劑中有機(jī)磷系品種大多是油狀,在高聚物加工過(guò)程中不易添加,一般在聚氨酯泡沫、軟PVC、變壓器油、纖維素樹(shù)脂、天然和合成橡膠中使用。
磷系阻燃劑主要分為無(wú)機(jī)磷系和有機(jī)磷系阻燃劑。含磷無(wú)機(jī)阻燃劑最主要的產(chǎn)品有紅磷阻燃劑、磷酸銨鹽和聚磷酸銨等。無(wú)機(jī)磷系的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好、不會(huì)發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、效果持久并且毒性低。其中，紅磷阻燃劑的阻燃效果明顯優(yōu)于磷酸酯類(lèi)。
有機(jī)磷系阻燃劑主要有有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯類(lèi)的特點(diǎn)是具有阻燃與增塑雙重功能。它可使阻燃劑實(shí)現(xiàn)無(wú)鹵化，其增塑功能可使塑料成型時(shí)流動(dòng)加工性變好，可抑制燃燒后的殘余物。產(chǎn)生的毒性氣體和腐蝕性氣體比鹵系阻燃劑少。其主要優(yōu)點(diǎn)是效率較高；對(duì)光穩(wěn)定性或光穩(wěn)定劑作用的影響較小；加工和燃燒中腐蝕性小；有阻礙復(fù)燃的作用；極少或不增加阻燃材料的質(zhì)量。但大多數(shù)磷酸酯類(lèi)阻燃劑也存在著一些缺點(diǎn)。如耐熱性差、揮發(fā)性大、相容性不理想，而且在燃燒時(shí)有滴落物產(chǎn)生等。
含磷添加劑主要在凝聚相中作用，它的阻燃機(jī)理如下：
①形成磷酸配作為脫水劑，并促進(jìn)成炭，炭的生成降低了從火焰到凝聚相的熱傳導(dǎo)。
②磷酸可吸熱，因?yàn)樗柚沽薈O氧化為CO2，降低了加熱過(guò)程。
③對(duì)凝聚相形成一層薄薄的玻璃狀的或液態(tài)的保護(hù)層，因此降低了氧氣擴(kuò)散和氣相與固相之間的熱量和質(zhì)量傳遞，抑制了炭氧化過(guò)程，降低了含磷阻燃劑受熱分解發(fā)生如下變化：磷系阻燃劑→磷酸偏→磷酸→聚偏磷酸，聚偏磷酸是不易揮發(fā)的穩(wěn)定化合物，具有強(qiáng)脫水性，在聚合物表合物與空氣隔絕;脫出的水氣吸收大量的熱，使聚合物表面阻燃劑受熱分解釋放出揮發(fā)性磷化物，經(jīng)質(zhì)譜分析表明，存氫原子濃度大大降低，表明PO*捕獲H*，即PO*+H*=HPO。
磷系阻燃劑單獨(dú)使用時(shí)阻燃效果不佳磷系阻燃劑起阻燃作用在于促使高聚物初期分解時(shí)的脫水而碳化。這一脫水碳化步驟必須依賴(lài)高聚物本身的含氧基團(tuán)，對(duì)于本身結(jié)構(gòu)具有含氧基團(tuán)的高聚物。它們的阻燃效果會(huì)好些。對(duì)于聚丙烯來(lái)講，由于本身的分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有含氧的基團(tuán)，單獨(dú)使用磷系阻燃劑時(shí)阻燃效果不佳，但是如果與Al(0H)3和Mg(OH)2等復(fù)配即可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，從而得到良好的阻燃效果。
（責(zé)任編輯：01056）
