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膨胀型阻燃剂三要素
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-11-12 15:43:08 |
只有膨胀型阻燃剂三要素（酸源、炭源、气源）以适当比例存在时，才有较好的膨胀效果和阻燃性能。膨胀型阻燃剂的残重（成炭性）可以看作其阻燃性能优劣的指标之一。
膨胀型阻燃剂三要素1.酸源：一般指无机酸燃烧时生成酸的盐类，如磷酸、硫酸、硼酸及磷酸酯等。
膨胀型阻燃剂三要素2. 炭源：含碳的多元醇化合物，如季戊四醇，乙二醇，酚醛树脂等。
膨胀型阻燃剂三要素3. 发泡源：一般指含氮的多炭化合物，如尿素、双氰胺聚酰胺等。在受热或火焰作用下，酸源、炭源与气源通过化学反应迅速形成具有隔热隔氧功能的多空状炭阻挡层，后者可组织火焰的传播。是基材免于进一步降解、燃烧从而获得更好的阻燃效果。但是存在着吸湿性大、起始分解温度低，分散性差、塑料相容性差等缺点。
Ⅱ系列较Ⅰ和Ⅲ系列阻燃性能好，说明在一定的范围内磷含量增大，阻燃性能明显增强。但磷含量增大，阻燃剂的吸湿性也随之增强，因此实验中Ⅱ1的组成配比较好。
膨胀型阻燃剂对环氧树脂阻燃性能的影响。随着膨胀型阻燃剂用量的增加，EP的OI大幅增大，当膨胀型阻燃剂用量增至40%时，OI达27.3%。OI增速先快后缓，膨胀型阻燃剂用量达20%后，OI增速趋于平缓。
其原因在于微胶囊红磷膨胀型阻燃剂虽可先于EP分解成一层多孔的均匀炭层覆盖在其表面，从而起到阻燃作用，但膨胀型阻燃剂自身的热能释放会导致燃烧时间的延长，影响阻燃性能的进一步提高。膨胀型阻燃剂用量在一定范围内对材料的力学性能影响较大。
随着其用量的增加，材料的断裂强度与断裂伸长率急剧下降，当膨胀型阻燃剂用量从0增加到10%时，材料的断裂强度从32.40MPa下降到26.88MPa，断裂伸长率从9.94%下降到8.46%。这是因为膨胀型阻燃剂与EP体系的相容性较差。综合考虑膨胀型阻燃剂用量对EP阻燃性能及力学性能的影响，确定当膨胀型阻燃剂用量为30%时，OI达到26.3%，且对EP体系的力学性能影响相对较小。
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膨胀型阻燃剂（IFR）是一种环保的绿色阻燃剂，不含卤素，也不采用氧化锑为协同剂，其体系自身具有协同作用。含膨胀型阻燃剂的塑料在燃烧时表面会生成炭质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟、防滴等功效，具有优良的阻燃性能，且低烟、低毒、无腐蚀性气体产生，符合未来阻燃剂的研究开发方向，已经成为国内外最为活跃的阻燃剂研究领域之一。
膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂，它不含卤素，也不采用氧化锑作为协效剂，该类阻燃剂在受热时发泡膨胀，故称为膨胀型阻燃剂，它是一类高效低毒的环保型阻燃剂。20世纪90年代后，膨胀型阻燃剂的研究逐渐开始活跃，它被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一，其在纺织品的阻燃整理中也极具潜力。
膨胀型阻燃剂的阻燃作用主要是依靠在材料表面形成多孔泡沫焦炭层，它是一个多相系统，含有固体和液体和气态产物。炭层阻燃性质主要体现在：使热难于穿透凝聚相，阻止氧气进入燃烧区域，阻止降解生成的气态或液态产物溢出材料表面。焦碳层形成过程为：在150℃左右，酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸；在稍高的温度下，酸与碳源进行酯化反应，而体系中的胺基则作为酯化反应的催化剂，加速反应；体系在酯化反应前和酯化过程中熔融，反应过程中产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡，与此同时，多元醇和酯脱水碳化，形成无机物及碳残余物，体系进一步发泡；反应接近完成时，体系胶化和固化，最后形成多孔泡沫炭层。
膨胀型阻燃剂应用于纤维和织物主要通过两种方式，一是将阻燃剂配制成整理液，通过涂布等方式整理到织物表面，天然纤维大多采用此方法；二是将膨胀型阻燃剂作为一种共聚单体加入到聚合物中，大多用于合成纤维的阻燃。
合成一种具酸源、炭源和气源三位一体的膨胀型阻燃剂是当今阻燃研究的一个热点。此外，提高膨胀型阻燃剂的热稳定性，满足聚合物高温加工的需要，也是膨胀型阻燃剂今后的发展方向。
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