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皮革阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-1-16 17:11:53 |
本文阐述了皮革的阻燃性机理，介绍了国内外皮革阻燃剂的发展史及现状，阐明了皮革阻燃剂应具备的条件，并列举皮革阻燃性能的检验方法，提出解决皮革阻燃性能的研究途径及发展趋势。
近年来，国内外火灾的发生越来越频繁，火灾造成的人员伤亡和财产损失也越来越严重。而随着人民生活水平的提高，人们对安全防火也越来越重视。为了避免火灾的发生，降低火灾的可能损失，各种阻燃材料得到了广泛的应用。
皮革制品以其卓越透气性、透水汽性、绝热、耐陈化、耐汗、耐磨及防穿刺等综合性能，被广泛的应用于森林防火装备的制造、高层建筑的内装潢以及飞机、汽车内装饰和办公家具的制造等高档领域。
针对皮革的易燃，且燃烧会释放出有毒气体和烟雾的缺点，国外汽车公司纷纷提出苛刻的内饰革阻燃指标，于是阻燃皮革技术上升为国内外业内人士关注的焦点之一。而目前，我国对于皮革阻燃技术以及阻燃材料的研究开发很少，特别针对具有高效、无毒、无腐蚀、耐久性好、多功能化性能的阻燃材料，几乎还是空白。
皮革阻燃剂阻燃的机理。所谓阻燃就是降低材料可燃性，减慢火焰蔓延速度，当火焰移去后能很快自熄，不再阴燃。从燃烧过程分析可知，要达到阻燃目的，就必须切断由可燃物、热源和氧气三要素构成的燃烧循环。因阻燃剂不同，阻燃方式则不同，皮革的阻燃大体可分为三种方式：气相阻燃、凝聚相阻燃和吸热作用[3]。
（1）气相阻燃。在气相中，起到燃烧中断或者延缓链式燃烧反应的阻燃作用，如卤系阻燃剂阻燃。其作用机理是经阻燃剂处理过的皮革，在受热状态下释放出不燃气体如CO2、NH3、HCl、H2O和SO2等，这些气体降低了燃烧区氧气的浓度。此外，皮革燃烧时阻燃剂的热分解产物，在火焰区捕捉大量高能量的羟基自由基和氢自由基，降低了它们的浓度，从而抑制或中断燃烧的连锁反应，发挥阻燃作用。这方面阻燃剂主要有卤系、氮系等。
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（2）凝聚相阻燃——覆盖作用。阻燃剂在凝固相中延缓或阻止生成可燃性气体和自由基；阻燃材料中的比热容较大的无机填料，通过蓄热和导热使材料不易达到热分解温度，阻燃材料分解吸热外界热量，导致外界温度降低；阻燃材料燃烧时在其表面生成难燃、隔热、隔氧的多孔炭层，导致燃烧中断。其作用历程为阻燃剂在相对较低的温度下呈现熔融状态，这样能够在胶原纤维表面形成隔热层将其包覆；阻燃剂也可使胶原纤维脱水，在胶原纤维表面形成炭化层，隔绝氧气和外部热源的进入，并阻止可燃性气体的逸出。这方面有代表性的阻燃剂如：硼砂、磷系、氮-磷复合系等。
（3）吸热作用。具有高热容量的阻燃剂，在高温下发生相变、脱水或脱卤化氢等吸热分解反应，会降低皮革表面和火焰区的温度，减慢热裂解反应的速度，抑制可燃性气体的生成。这类阻燃剂如氢氧化镁、氢氧化铝。
对于同一种皮革阻燃剂，往往发挥两种或两种以上阻燃方式，如氢氧化镁阻燃剂，在燃烧过程中分解吸收大量的热量，降低了燃烧区的温度，同时燃烧释放出的水蒸气，稀释了燃烧区的氧气浓度，降低了燃烧继续发生的可能性，发挥出气相阻燃和吸热作用方式。
通过阻燃剂的作用，在凝聚相改变纤维大分子链的热裂解历程，促进发生脱水、缩合、环化、交联等反应，增加炭化残渣，减少可燃性气体的产生。凝聚相阻燃作用的效果，与阻燃剂同纤维在化学结构上的匹配与否有密切关系。如磷化合物对纤维素纤维的阻燃机理主要是此种方式。纤维素纤维在较低温度下裂解时，可能发生分子链1，4-甙键的断裂，继而残片发生分子重排，并首先生成左旋葡萄糖。左旋葡萄糖可通过脱水和缩聚作用形成焦油状物质，接着在高温的作用下又分解为可燃的有机物、气体和水。
一般认为磷酸盐及有机磷化合物的阻燃作用，是由于它可与纤维素大分子中的羟基(特别是第六位碳原子上的羟基)形成酯，阻止左旋葡萄糖的形成，并且进一步使纤维素分子脱水，生成不饱和双键，促进纤维素分子间形成交联，增加固体碳的形成。其他一些具有酸性或碱性的阻燃剂也有类似作用。
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