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聚乙烯用阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-11-7 15:22:09 |
聚乙烯树脂有许多优点:它质轻、无毒、抗冲击性能优异、且价格低廉、成型加工容易，因而被广泛地 应用于国民生产中的各个部门。然而由于其易燃(氧指数仅为1714)，而且燃烧时伴有熔融滴落现象，因而必须提高其阻燃性能才可以安全使用。
聚乙烯从受热到燃烧需要经历熔融解聚、分解、着火燃烧、延燃等几个过程。其燃烧反应的机理是按自由基反应机理进行的，其中至关重要的一个过程就是热分解，在此过程中聚乙烯分解产生小分子碳氢化合物，这些小分子碳氢化合物在热和氧的作用下可以产生活性很高的H?、HO?、和O?，从而在不从外界获得能量的情况下就可以同外部分子相化合，并生成新的自由基，从而保持燃烧持续进行。
聚乙烯用阻燃剂有反应型和添加型两类。反应型阻燃剂主要是通过带有阻燃元素的单体合成聚合物，使聚合物主链或侧链带有阻燃元素，起到阻燃作用。添加型阻燃剂是指以物理分散状态同高分子材料进行共混并发挥阻燃作用的阻燃剂。
聚乙烯用阻燃剂反应型由于其通过聚合反应使具有阻燃功能的结构单元通过化学键连接在高分子上，因此其阻燃效果持久，而且对聚乙烯的物理力学性能影响小，但是因为技术和价格的问题，使其推广和应用受到了限制。同反应型阻燃剂相比，聚乙烯用阻燃剂添加型使用方便，价格相对低廉，因而是目前实现聚乙烯阻燃常用的方法。
卤系阻燃剂以其添加量少，阻燃效果显著而最常用，在20世纪70～80年代呈经历了发展的黄金时代。虽然其用量呈逐渐下降的趋势，但目前其产量和用量仍是世界上较大的阻燃剂品种。卤系阻燃剂主要有氯系和溴系两大类。氯系阻燃剂常用的品种有氯化石蜡、氯化聚乙烯、四氯邻苯 二甲酸酐、四氯双酚A、六氯环戊二烯及其衍生物等。
溴系阻燃剂从化合物结构上可将其分为溴代二 苯醚类、四溴双酚A类、溴代多元醇类、溴代邻苯二甲酸酐类，以及其它各种新型的溴系阻燃剂。氯系阻燃剂的阻燃效果不及溴系阻燃剂，这同C2Cl键键能比C2Br键键能大，不易产生氯游离基有关。
经过卤系阻燃剂处理后的聚乙烯材料虽然有很高的阻燃性能，但也有很多不足，主要表现在:(1)燃 烧时会放出大量的有毒气体(HCl、HBr等);(2)产生大量腐蚀性的物质;(3)容易造成环境污染。比如溴系阻燃剂以其阻燃性高，热稳定性好，添加量少，一直是卤系阻燃剂中最重要和最有效的一种。
磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂，面上大多数产品为白色片状结晶，改产品为白色结晶性粉末，也更用于溶解于有机溶剂。产品生产出口厂家主要分布在江苏丶浙江，目前磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)生产出口厂家价格以江苏为主。
然而自1986年出现的Dioxin问题以来，溴系阻燃剂即面临着巨大的环保压力，有关卤系阻燃剂的争论一直未曾停止。尽管现有证据还不足以取消如此有效的阻燃剂，但世界上主要的阻燃剂生产厂商都在开发可以在某些特定领域替代有争议的溴系阻燃剂。
总之，卤系阻燃剂虽然有很多优点，但是，由于其在燃烧时发烟量大，产生大量有毒及腐蚀性气体，不但容易造成二次污染，而且给逃生及消防灭火带来很大的困难。因而，其用量有逐渐下降的趋势。
水合氢氧化物目前获得主要应用的是Mg(OH)2和Al(OH)3两种。水合氢氧化物因其不产生二次污染、热稳定性好、同其它阻燃剂协效作用好、无毒、无腐蚀、不挥发、不产生有毒气体、价格低、来源广泛，被誉为无公害阻燃剂，是集阻燃、抑烟、填充三大功能为一体的阻燃剂。
然而Al(OH)3和Mg(OH)2的阻燃能力不是很强，在聚乙烯中要起到阻燃作用一般需要很高的填充量才可以，一般的添加量要达到60份时才可以起到阻燃的作用。如此大的添加量将会使材料的力学性能变差，因此目前用水合氢氧化物对聚乙烯进行阻燃改性之前一般都需对阻燃剂及基体树脂进行技术处理。
Hippi等为了增加Al(OH)3和Mg(OH)2同聚乙烯树脂的相容性，用金属双环戊二烯化合物做催化剂制备了PE2CO2OH和PE2CO2COOH两种相容剂，并用透射电镜和锥形量热仪对PEΠPE2CO2OHΠAl(OH)3和PEΠPE2CO2COOHΠMg(OH)2的微观结构和阻燃性能作了测试，实验结果表明Al(OH)3和Mg(OH)2在基体树脂中分散更加均匀，而且其点燃时间也从原来的73s增加到85s。
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