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聚乙烯(PE)用阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-11-12 14:51:05 |
聚乙烯（polyethylene ，简称PE）是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100~-70°C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。
聚乙烯是用途广、用量大的热塑性塑料，其制品具有广泛的用途，不仅可制作各种生活用品，还可制造冷藏库部件、电气零部件、管材、薄膜等工业制品。
大多数聚合物如聚乙烯都易燃烧，燃烧时不仅发出火焰，而且还散发出有毒气体和烟尘，使其相当长一段时间在建筑、汽车、船舶、电气工业等方面的应用受到了限制。70年代，主要塑料生产国，如美国、西德等国都定有严格的法规，要求在很多场合使用的塑料制品一定要具有自熄性，否则就禁止使用。
为扩大塑料制品的应用，人们采用能阻缓塑料燃烧的助剂(称为阻燃剂)添加到塑料中去。在美国，阻燃剂产量位居助剂产量的第二位，仅次于增塑剂。聚乙烯燃烧热高，若不阻燃，很多场合就不能使用，如电线、电缆、煤矿运输等方面，因此研究聚乙烯(PE)用阻燃剂具有十分重要的意义。
聚乙烯(PE)用阻燃剂机理比较复杂。按一般观点，聚乙烯(PE)用阻燃剂的作用4类:
(1)与塑料的分解产物相结合产生一种可闷熄火焰的气体。例如，氧化锑(Sb2O3)与PVC中放出的HCl反应后生成了三氯氧化锑气体将氧隔绝，达到熄火的效果。此机理称为卤锑并用。
(2)通过吸收塑料燃烧时产生的热量，以降低温度来减缓燃烧速度。如含Al(OH)3(水合氧化铝)的聚乙烯(PE)用阻燃剂，每分解1mol，就要吸收150.48kJ的热量，从而减缓了其燃烧速度，以达到阻燃的目的。
(3)提供一种与氧气隔绝的涂层。如磷酸酯，在燃烧时形成偏磷酸，并聚合成多聚合态层，隔绝氧气，达到阻燃效果。
(4)能产生阻止燃烧反应的游离基，与塑料生成燃烧性能差的产物。塑料燃烧时，所产生的自由基HO#与碳氢链发生反应，生成新的羟自由基HO#循环下去，延续燃烧。如若燃烧时有放出HCl的环节，能中和掉羟自由基HO#，而使燃烧终止。含卤有机化合物阻燃即此机理。
磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(阻燃剂TDCPP)用途：
该产品具有高效阻燃剂，挥发性低，热稳定性高，耐水，耐碱稳定易溶于多数有机物质，加工性能好，用塑，防潮，防静电，防拉，防压缩性能。广泛用于不饱和聚酯，聚氨酯泡沫塑料，环氧树脂，酚醛树脂，橡胶，软质聚氯乙烯，合成纤维等塑料和涂料在高温热解，可以用作乳化剂和防爆剂。
为达到阻燃效果，要求具有工业实用价值的聚乙烯(PE)用阻燃剂必须具备的条件为:(1)不降低聚合物的使用性能，如强度、耐热性等。与树脂相容性好，易于均匀分散;(2)分解温度不应太高，在加工温度下又不致分解;(3)耐久性好，长期不分解，不逸出;(4)来源广泛，价格低廉。
聚乙烯由于氧指数低、易燃、燃烧热高，应用于电线、电缆、煤矿等领域时使用受限，因此对其阻燃性能要求越来越高，如无卤、低烟、低毒等。
通常阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类。以往采用的含卤有机阻燃剂，在燃烧时发烟量大，且放出有毒气体，给消防工作带来困难。若改用无机阻燃剂氢氧化铝，虽无毒低烟，但添加量要达到60%以上，且使聚乙烯的加工性、力学性能都变差。因此，当前的研究方向是得到填充量较低、阻燃效果好，且无卤、低烟、低毒的无机阻燃体系。
单用氧化锑几乎没有阻燃效果，而单用卤化物用量又很大，故常以二者联合使用，构成一种特别有效的阻燃体系。这种体系最适宜的配比是1mol锑加3mol的卤化物。应用最多的卤化物是含溴和含氯的有机化合物，其中溴化物效果更好，但氯化物价格低廉，性能稳定，故应用更广泛。
由文献可知:(1)含卤阻燃剂与Sb2O3有很好的协同作用，而氢氧化铝作为一种无毒无害、价格便宜的阻燃剂，有其阻燃和降低系统温度的作用。其三元复合阻燃体系FR)3B(双三溴苯氧基乙烷)/三氧化二锑/氢氧化铝阻燃剂，可用于HD聚乙烯塑料，且具有良好的阻燃效果;(2)C聚乙烯也是一种含氯的高分子材料，与HD聚乙烯有良好的相溶性。因此C聚乙烯与上述三元阻燃体系共用可减少FR)3B和Sb2O3的用量，以降低成本。即C聚乙烯也可作为HD聚乙烯阻燃剂，以满足一般要求。
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