基于電子產(chǎn)品應(yīng)用的無鹵涂料制備研究-資料下載頁
2025-06-23 18:22本頁面
【正文】 游離基，由于空氣中氧氣的存在，這些游離基又立即分解成為游離羥基，然后新產(chǎn)生的游離羥基又會再次撞擊聚合物的表面，這樣循環(huán)下去，聚合物不斷被破壞，燃燒不斷進行，因此，聚合物燃燒反應(yīng)屬于連鎖反應(yīng)。一般的易燃或可燃材料都是由聚合物，更確切一點說是高分子化合物組成的。為了阻止或減弱這些材料的燃燒，有必要采取某些措施改善材料的燃燒性。阻燃劑作為一種助劑，能夠提高這些材料的難燃性、自熄性、消煙性，它作為合成材料的一種關(guān)鍵助劑已經(jīng)得到了越來越廣泛的注重和應(yīng)用。伴隨著阻燃劑的廣泛使用，人們越來越多的開始研究和探討它的作用機理，主要包括以下四種機理\。 凝聚相阻燃機理凝聚相阻燃是指聚合物溫度上升到某一值時，阻燃劑會在其表面形成凝聚相，凝聚相作為一層隔離膜，能夠起到隔絕空氣、阻止熱傳遞的作用，從而達到阻燃目的。很多阻燃劑都可以形成凝聚相隔離膜，但是形成隔離膜的方式有所不同，如硼系和鹵化磷類阻燃劑，這類阻燃劑在聚合物達到燃燒溫度時，會分解成不揮發(fā)的玻狀物質(zhì)(致密的玻璃膜)包覆在聚合物表面，從而阻止材料的燃燒；再如含磷阻燃劑對含氧聚合物的阻燃作用，這類阻燃劑在達到一定溫度時會分解，分解產(chǎn)物能夠促進含氧聚合物表面迅速脫水碳化，產(chǎn)生的炭層不能燃燒，且阻止了內(nèi)部聚合物的燃燒，從而達到阻燃保護的效果。具體的作用機理是聚合物經(jīng)含磷阻燃劑處理后遇火受熱時，其中的阻燃劑易于氧氣作用首先生成磷酸，繼而生成偏磷酸，最后生成穩(wěn)定的聚偏磷酸。其反應(yīng)式如下：作為凝聚相的聚偏磷酸主要起兩方面的阻燃作用：一方面，它以玻璃膜狀的形式覆蓋在燃燒的聚合物表面上，隔絕了氧氣而阻止燃燒；另一方面，它由于是一種強酸，具有強的脫水功能和奪取聚合物酯鏈中的氧，促進聚合物脫水而形成炭化層，從而阻止或減少可燃性氣體的產(chǎn)生，起到阻燃作用。在前面關(guān)于聚合物燃燒的機理中已經(jīng)提到聚合物在空氣中燃燒時，會發(fā)生激烈的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的游離基，燃燒反應(yīng)屬于連鎖反應(yīng)。自由基捕獲機理是指在燃燒時，設(shè)法捕獲并消滅聚合物受熱分解產(chǎn)生的大量游離基，切斷連鎖反應(yīng)的進行，就能阻止燃燒，從而達到阻燃目的。現(xiàn)已溴化物為例來說明其抑制連鎖反應(yīng)的機理：。高聚物中加入含溴阻燃劑，含溴阻燃劑遇火受熱發(fā)生分解反應(yīng)，生成溴自由基Br，溴自由基與高聚物反應(yīng)生成聚合物的游離基和溴化氫，隨后溴化氫與活潑性很強的自由基OH反應(yīng)，生成Br．和H20，自由基Br再生，同時OH自由基質(zhì)濃度減小，故而抑制連鎖反應(yīng)，使火焰燃燒速度減慢。鹵系阻燃劑的阻燃機理均屬于此類。冷卻機理是指有些阻燃劑能夠發(fā)生吸熱脫水、分解、相變等吸熱反應(yīng)，破壞了維持聚合物持續(xù)燃燒的條件，從而達到阻燃目的。這些阻燃劑在發(fā)生吸熱反應(yīng)后，能夠顯著降低聚合物燃燒區(qū)域的溫度，防止聚合物的進一步熱降解。氫氧化鋁、氫氧化鎂及硼類無機阻燃劑均是通過該機理發(fā)揮阻燃作用的。它們之所以能夠阻燃，相當(dāng)程度上是歸功于吸熱效應(yīng)，氫氧化鋁在受熱分解而脫出結(jié)晶水時的溫度為220(2，釋水量可達34％，釋水時吸熱1170KJ／Kg。所謂協(xié)同阻燃機理是指將兩種或兩種以上的阻燃劑進行復(fù)配，使各種作用機理共同發(fā)揮作用。協(xié)同阻燃不僅能達到很好的阻燃效果同時經(jīng)過復(fù)配之后的阻燃劑用量比原來單獨使用時均有所降低。如氧化銻作為一種協(xié)效劑，在與有機鹵化物阻燃劑同時使用時，可以起到比單一品種阻燃劑更好的阻燃效果，該體系在作用于燃燒的可燃物時，燃燒的高溫可將有機鹵化物活化，使其釋放出鹵素或氫鹵酸， 再與氧化銻反應(yīng)得到三鹵化銻(SbX3)、鹵氧化銻或鹵化銻酰(SboX)，其中SbX3能夠形成一種惰性氣體，阻燃作用很大，它在一定的溫度下能夠揮發(fā)進入火焰中，會消耗火焰的能量而分解產(chǎn)生各種銻化物和鹵素游離基，從而減小火焰強度，達到阻燃目的。 水性聚氨酯的阻燃的應(yīng)用研究現(xiàn)狀隨著人們環(huán)保、安全、健康意識的日益增強，世界各國開始把環(huán)保型阻燃劑作為研究開發(fā)和應(yīng)用的重點，無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃劑成為人們追求的目標(biāo)。近年來，不管是在國內(nèi)還是國外，聚氨酯泡沫材料的阻燃技術(shù)得到了迅速發(fā)展，但是關(guān)于水性聚氨酯阻燃化的研究卻很少。依據(jù)阻燃劑的劃分標(biāo)準(zhǔn)(加工和使用方式)，我們也可以把阻燃水性聚氨酯分為共混復(fù)配型和反應(yīng)型。前者阻燃劑是以物理攪拌方式分散在水性聚氨酯中的；后者阻燃劑將作為水性聚氨酯的基本原料，參與水性聚氨酯的合成反應(yīng)而成為水性聚氨酯分子鏈的一部分洲。關(guān)于共混復(fù)配型水性聚氨酯的研究，ThomasL等以PU本身為碳源(Pu本身具有成碳性)，以聚磷酸銨為酸源，三聚氰胺為氣源，制備了膨脹型水性聚氨酯透明阻燃涂層，主要用于織物涂層。LeeH等利用無毒無害且價廉的無機粒子硅酸鹽與水性聚氨酯復(fù)合得到一種水性聚氨酯／硅酸鹽復(fù)合分散體。該復(fù)合材料具有很好的熱穩(wěn)定性，阻燃性能有了很大改善，粘接強度明顯增加，并且力學(xué)強度也有了很大提高。SeoJW等用納米硅對水性聚氨酯進行熱穩(wěn)定性改性，通過有機／無機雜化的方法，制備了水性聚氨酯／納米硅復(fù)合乳液。改性后的聚氨酯起始熱分解溫度提高到20℃，膠膜力學(xué)性能和耐水性也顯著提高，同時復(fù)合乳液的表面張力有所降低。ZhouXD等采用阻燃水性聚氨酯涂層膠(TF681F)配以其他助劑對牛津帳篷布進行了后整理處理，阻燃、防水、耐洗等性能均得到明顯改善。關(guān)于反應(yīng)型阻燃水性聚氨酯的研究，MequaaintK等自制了含磷聚酯多元醇，然后以含磷聚酯多元醇作為軟段合成了阻燃性能優(yōu)異的水性聚氨酯；Tamkang大學(xué)有一課題組合成了一系列含磷交聯(lián)劑，并引入到水性聚氨酯中，合成的水性聚氨酯的阻燃性能有了很大提高；東華大學(xué)的王煒等通過阻燃聚醚多元醇合成了阻燃的水性聚氨酯；北京理工大學(xué)的陳鶴瞰等以二溴新戊二醇(DBNPG)為擴鏈劑，用硬段改性的方式將阻燃元素引入到水性聚氨酯中，合成出一系列不同改性程度的阻燃水性聚氨酯。結(jié)果表明15％(質(zhì)量百分含量)DBNPG改性的水性聚氨酯氧指數(shù)可達29．6％；與未改性水性聚氨酯相比，其熱穩(wěn)定性提高。19
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