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当前位置：首页 > 行业新闻 > 燃烧机理 阻燃剂的阻燃机理燃烧机理 阻燃剂的阻燃机理
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-10-10 13:12:19 |
要研究阻燃剂的阻燃机理，必须首先了解高聚物燃烧机理。
（一）燃烧机理
有机高聚物的燃烧，实质是热分解的过程伴随着发光、发热和氧的化学反应。可燃性物质、氧气和能量是其三要素。燃烧的总反应可简单表示为：
有机高聚物＋O2→CO＋CO2＋H2O＋光＋热
一些基元反应如下：
1．在O2作用下，大分子链中较弱的键首先发生断裂，产生自由基：
～CH＋O2→C·＋HOO·
2．在高聚物内部无氧区，大分子链吸收外界热量，发生断裂，产生自由基和双自由基：
△
～C—C～→2～C·
△
～C—C·→～C·＋·C—C·
3．在自由基作用下，继而发生一系列连锁反应：
～C·＋O2→～COO· ——①
～CH＋HOO·→～C·＋H2O2 ——②
H2O2→2HO· ——③
RCH3＋HO·→RCH2·＋H2O ——④
RCH2·＋O2→RCHO＋HO· ——⑤
HO·＋H2→H·H2O ——⑥
H·＋O2→HO·＋·O· ——⑦
·O·＋H2→HO·＋H· ——⑧
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以上自由基反应延续下去，导致大分子解聚①—⑧式反应产生的HO·和·O·等自由基活性很高，是发展燃烧的关键。
阻燃剂的阻燃机理：根据上面的燃烧机理，可以知道通过吸收热能、降低燃烧体的温度，除去能量；隔断空气；供给CO2等惰性气体，使气体的组成改变，离开燃烧极限；捕获活性自由基等办法，使热分解反应终止。
1．气相阻燃机理
气相阻燃就是阻燃剂通过转化为气相物质，发挥其阻燃作用。
（1）捕获自由基
阻燃剂受热后，分解产生气相物质，这些物质能捕获高聚热分解产生的自由基，使热分解反应得到有效控制，从而达到阻燃、灭火的目的。
以卤系阻燃剂为例，卤化物受热产生的卤化氢能捕获到活性的HO·、·O·自由基。通过自由基交换，产生活性较小的自由基：
RX＋H·→HX＋R·
HX＋HO·→H2O＋X·
HX＋·O·→HO·＋X·
磷酸三苯酯阻燃剂tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性，具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂，也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。
（2）“稀释”效应
阻燃剂在高温分解出一种难燃气体（如HX、H2O等），将燃烧体笼罩，“稀释”了周围可燃性气体的浓度，同时吸收大量燃烧热，降低了温度，使燃烧得到控制。
如无机阻燃剂Al（OH）3的阻燃机理：
△
Al（OH）3→Al2O3＋3H2O－71．6（Kcal）
卤系阻燃剂也能分解出比重较大的不燃气体，产生覆盖作用，而隔绝或稀释了空气（同CO2、N2等灭火相类似），不同卤素灭火效力与它们本身的原子量成正比，即：F：Cl：Br：I＝1·0：1．9：4．2：6．7按照等重量溴、氯相比，有机溴化物的阻燃效力约为氯化物的两倍。这些事实正是卤系阻燃剂灭火理论的有力证据。2。凝相阻燃机理
凝相阻燃就是阻燃剂以凝聚相形态，发挥其阻燃作用。可分成膜阻燃和壁面阻燃效应两种。
（1）成膜效应
阻燃剂受到高温后，在燃烧体表面形成一层不易燃烧、不易挥发的保护膜，从而把燃烧体同O2和火源隔绝开来，使火焰熄灭。 无机磷阻燃剂的阻燃机理就以凝相机理为主，在燃烧时，磷化合物逐步分解成磷酸、偏磷酸，最后生成玻璃体状的聚偏磷酸，覆盖于燃烧体的表面，隔绝空气。
（2）壁面效应
所谓壁面效应，就是阻燃剂在高温时产生的一种惰性粉尘，这些惰性粉尘就像容器的器壁一样，既能吸收燃烧热，又能吸附燃烧过程的活性物质，使活性物质失活，从而抑制燃烧。
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