阻燃材料复习纲要

1、聚合物燃烧过程大致经历的几个阶段：受热升温、点燃起火、火焰传播、燃烧充分发展和火焰熄灭。2、材料的阻燃性能主要通过气相阻燃、凝聚相阻燃和中断热交换阻燃等机理实现。3、共聚物的阻燃技术有物理共混、反应阻燃和反应挤出。4、根据纤维的燃烧性能及极限氧指数，可将其分为不燃性纤维、难燃性纤维、可燃性纤维和易燃性纤维5、木材阻燃公益有表面喷涂法、溶液浸渍法、阻燃剂添加法、化学改性法。6、聚合物主要的分解反应机理包括随机分解反应、解聚反应和消除反应。1、氢氧化铝的阻燃机理：（1）分解吸热，并从火焰中吸收辐射能，这种吸热有利于降温，促进脱氧反应和保护炭层。（2）分解放出的水不仅是一个冷却剂，还是一个稀释剂。水蒸气有如一床毯子，将火焰包围。（3）ATH脱水生成的氧化铝层，具有极高的表面积，故能吸收烟和可燃物，使材料燃烧时释出的CO2量降低。（4）有人认为，ATH可作为电子给予体，终止自由基反应，而生成的是括性较低的武技自由基，后者不能引发自由基反应。2、卤-锑系统协同效应：（1）三卤化锑蒸汽能较长时间停留在燃烧区，可稀释可燃气体，且三卤化锑蒸汽密度大，覆盖在聚合物表面，可起到隔热隔氧作用。（2）卤氧化锑的分解是吸热反应，可有效降低被阻燃材料的温度和分解速率。（3）液态及固态三卤化锑微粒的表面效应可以降低火焰能量。（4）三卤化锑能促进凝聚相的成炭反应，相对延缓生成可燃气体的聚合物热分解和氧化分解，且生成的炭层可阻止可燃气体逸入火焰区，保护下层材料免遭破坏。3、阻燃技术发展趋势（1）无卤化趋势（2）抑烟化，减少有害气体趋势（3）开发超细技术（4）研究阻燃体系协同效应（5）阻燃剂表面处理（6）环保型阻燃剂4、纤维聚合物阻燃的方法（1）共聚阻燃改性。将含阻燃的元素，主要是磷、卤素、硫或同时含有这些元素的化合物作为共聚单体，引入纤维高聚物分子链中，以提高纤维的难燃烧性能。（2）共混阻燃改性。将阻燃剂加入纺丝熔体或同业中纺制阻燃纤维的方法。（3）皮芯型复合纺丝。以共聚型或共混添加型阻燃纤维为芯，普通纤维为皮，制成的皮芯型复合纤维具有更为完善的阻燃改性效果。（4）纤维的接枝共聚。可以分为高能辐射接枝和化学接枝。接枝的单体为含磷溴和氯的反应物。（5）阻燃后整理改性。可用于所有的纤维与纺织品。5、橡胶阻燃的基本途径（1）加入一种可以捕捉HO·的物质，杜绝下面反应的发生，使燃烧停止。HO·+CO=CO2+H·。（2）加入可改变橡胶热分解过程，促进形成三度空间炭质层，减少焦油，、可燃气体产生的物质。（3）加入能受热分解吸收热量并产生不燃气体的物质。（4）加入能受热分解产生黏稠物质，覆盖在橡胶表面，使橡胶与空气中的氧隔离并起到绝热保护作用的物质。（5）加入可使橡胶线性大分子交联或增加其交联密度，从而提高其热稳定性的物质。（6）在橡胶大分子链上接入卤素、磷、氮等阻燃元素。6、固相阻燃的基本要点（1）添加的阻燃剂能够在固相中延缓或终止聚合物热分解产生的可燃气体和自由基，即两者间存在化学反应，且该反应在低于聚合物热解温度下发生。（2）由于添加了填料性阻燃剂，而这些无机物具有较大的比热容，因而起到蓄热作用，又因多为非绝热体，又可起导热作用。（3）添加吸热后可分解的阻燃剂，能有效地阻止聚合物温度升高而低于热分解温度。（4）阻燃剂燃烧后可在聚合物表面生成多孔保护炭层，盖层具有难燃、隔热、隔氧的作用，又能阻止可燃气体进入燃烧气相，致使燃烧中断。7、防火涂料的防火隔热原理（1）在防火涂料的配方中加入各种无机填料，由于无机填料本身是不燃的，其导热率低，可以延滞热量向被保护的基材传递的速率。（2）在防火涂料中添加吸热后可以分解的阻燃剂。（3）在防火涂料中添加在热的作用下可以释放出活性气体化合物的阻燃剂。（4）在防火涂料配方中添加分解时释放大量惰性气体的添加剂。（5）在配方中加入受热后不发生化学变化只释放重置蒸汽的添加剂，这种蒸汽可以覆盖住体系分解出来的可燃气体。（6）加入膨胀防火体系的阻燃剂，遇火可膨胀并形成均匀而致密的蜂窝状或海绵状碳质泡沫。8、木材阻燃的机理物理机理：（1）阻断空气与木材的接触，从而抑制甚至阻断燃烧，如通过形成厚的不燃涂层或不燃的熔融物膜来阻断空气与木材的接触。（2）阻燃剂分解产生水等不燃性气体，稀释空气和木材热解的挥发性可燃物，从而抑制燃烧。（3）阻燃剂在熔化或分解的过程中会吸收大量的热，从而降低了木材的温度，进而抑制其热解和进一步的燃烧。化学机理：（1）自由基捕获机理，即阻燃剂的热分解产物能够与反应链中的·OH等活性自由基反应，生成稳定产物和活性低的自由基，这有利于抑制并终止燃烧反应的进行，卤系阻燃剂主要通过自由基机理发挥作用。（2）阻燃剂或其分解产物改变或影响木材热解反应的途径，降低可燃性挥发产物的生成或者促进炭的生成。这将降低木材燃烧释热速率，减少热释放量，从而实现阻燃。纤维素阻燃整理催化脱水论；气相论；覆盖论；热论；阻阴燃论；协同阻燃效应。聚乙烯阻燃处理技术对PE进行阻燃处理的方法主要是通过添加阻燃剂的方法，常用的阻燃体系为含卤阻燃体系、含磷阻燃体系以及无机填料体系。纺织品的阻燃技术目前对纤维素的阻燃机理主要有四种理论：覆盖论：形成隔绝作用的覆盖层。气体伦：一种说法是阻燃剂分解出不燃性气体：另一种说法是阻燃剂阻止反应的进行。热论：一种说法是阻燃剂高温时吸热，阻止燃烧；另一种是纤维迅速散热达不到燃烧温度。催化脱水论：主要指改变纤维的热裂解过程。