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塑料用微胶囊阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-11-27 15:15:27 |
塑料广泛应用于工业、农业及日常生活中，然而几乎所有的塑料都易燃烧，而且其中一些塑料还会在燃烧时产生大量的有害气体和烟，因此塑料的难燃和阻燃是个重要问题。在塑料的阻燃技术中，添加塑料用微胶囊阻燃剂是目前普遍采用的方法，据粗略统计，全球阻燃剂的65%一70%用于阻燃塑料。
将微胶囊技术应用于阻燃剂中，是近年来发展起来的一项新技术圈。微胶囊也称微球，它是利用天然的或合成的高分子材料将固体微粒或液体微滴包裹起来的微型容器，胶囊直径一般为l拼m一1 000拜m。塑料用微胶囊阻燃剂包裹用的皮膜称为壁材，被包的物质称为芯材。
使用时，将所制备的微胶囊与高分子材料或其它材料混合，施于被应用的基材上，用加热、加压或辐射的手段使微胶囊破裂，释放所包裹的物质，产生所需的应用性能，或不破坏所包囊膜，所包裹的物质通过包囊膜扩散向外释放，产生控制性能。
塑料用微胶囊阻燃剂的优势在于形成微胶囊时，囊心被包覆而与外界环境隔离，它的性质能毫无影响地被保留下来，而在适当条件下，壁材被破坏时又能将囊心释放出来，这给使用带来许多便利困。
阻燃剂的微胶囊化技术可以从以下几个方面对阻燃剂加以改善。
a)气、液态阻燃剂经微胶囊化后变成固态阻燃荆‘吉接亏擎杏物雄夕昆力口下。
b)根据所需的阻燃剂料的种类选择合适的囊材，伸得仅寡该囊材的阻燃剂加人后增加与聚合物的相容性，从而减少和消除阻燃剂对聚合物制品物理、机械性能的不利影响。
c)可以减少液体阻燃剂在聚合物材料内部的迁移以及由于液体的挥发性而导致聚合物材料中阻燃剂的损失。
d)可以减少阻燃剂中有毒成分在聚合物加工过程中的释放量，避免环境污染。
e)可以屏蔽阻燃剂的刺激性气味，并改变其色泽。
f)可以改变阻燃剂的密度、体积等物性。
磷和含磷化合物是阻燃剂中最重要的一类，红磷因其具有来源广、不挥发、价廉、阻燃效果好等优点，作为阻燃剂使用已有30多年的历史了，它是一种受到高度重视的阻燃剂川。
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与其它添加型磷系阻燃剂相比，红磷的磷含量高，因此，为达到相同的阻燃等级，红磷的添加量比其它阻燃剂少，用它阻燃的聚合物具有较好的物理和机械性能，故其用量在逐年增加并有很好的发展前景。
但红磷的本身带色、易氧化吸湿成酸、稳定性差、有粉尘爆炸危险性、用于热塑性塑料加工时生成极毒的PH:等问题，是限制其作为阻燃剂广泛应用的主要原因。若将红磷微胶囊化，这些问题便可迎刃而解。因此，欧育湘先生在其文章中预言:微胶囊化的红磷是21世纪前10年最有发展前景的无卤阻燃剂之一。
单质磷是易燃物，但是在树脂中，红磷和其他含磷添加剂作用过程却不是单纯的氧化，含磷添加剂主要在凝聚相中作用，阻燃机理为:
第一步：形成磷酸配作为脱水剂，并促进成炭，炭的生成降低了从火焰到凝聚相的热传导。
第二步：磷酸可吸热，因为它阻止了CO氧化为CO2，降低了加热过程。
第三步：对凝聚相形成一层薄薄的玻璃状的或液态的保护层，因此降低了氧气扩散和气相与固相之间的热量和质量传递，抑制了炭氧化过程，降低了含磷阻燃剂受热分解发生如下变化:磷系阻燃剂→磷酸偏→磷酸→聚偏磷酸，聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物，具有强脱水性，在聚合物表合物与空气隔绝;脱出的水气吸收大量的热，使聚合物表面阻燃剂受热分解释放出挥发性磷化物，经质谱分析表明，存氢原子浓度大大降低，表明PO·捕获H·，即PO·+H·=HPO。
开发磷含量高、分子量大、热稳定性好、低毒性、低生烟量的磷系化合物是有机磷系阻燃剂发展的一个趋势。此外耐辐射性和不恶化基材电器绝缘性的磷酸酯也是人们着眼的新品种。
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