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【聚石百科】淺談塑料的阻燃與消煙

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2016-06-12 16:51:00

塑料在建筑、家具、交通、航空、航天、電器等方面的應用越來越廣泛,但是,塑料存在易燃燒和燃燒時產生大量濃煙的缺點,給火災撲救、人員疏散造成極大的困難,因此提高塑料的阻燃性和消煙性已成為十分迫切的課題。

 

我們知道,塑料的燃燒過程是一個復雜的熱氧化過程,塑料的可燃性大小與它們的分子結構有著密切關系。不同塑料的燃燒性不同,其燃燒性大小可用氧指數 (OI)來衡量。氧指數是指在規定的條件下,材料在氧氮混合氣流中進行有焰燃燒所需的最低氧濃度。以氧所占的體積百分數的數值來表示。 氧指數高表示材料不易燃燒,氧指數低表示材料容易燃燒。實踐表明,主鏈上含有大比例芳環結構的高聚物(如酚醛樹脂、聚碳酸酯、聚砜等)燃燒時的氧指數比脂 肪族烴類高聚物(聚乙烯、聚丙烯)的氧指數高。而煙密度的大小,則與高聚物燃燒時產碳量有直接關系,一般說來,主鏈上含芳環結構或含鹵素的高聚物燃燒時產 碳量比不含芳環或不含鹵素的高聚物要高。所以,含芳環結構的或含鹵素結構的高聚物的氧指數高、產碳量大、煙密度高。常見塑料的氧指數見表1所示。

 

因此在實際生活中,我們需要的是阻燃性高(即氧指數高)同時發煙量低的材料,使其不易燃燒且燃燒時產生少量的煙。然而,在塑料中添加阻燃劑就是提高其耐燃性最簡單有效的方法。在塑料中添加阻燃劑就是提高其耐燃性最簡單有效的方法。阻燃劑的作用機理主要有以下幾方面:

①通過交聯、接枝等聚合反應,使本來可燃的高分子變成不可燃的;

②通過終止自由基連鎖反應等途徑達到阻燃或減緩燃燒;

③通過冷卻、稀釋或形成絕熱層達到阻燃的目的;

④高溫下形成隔離層使可燃物與空氣隔絕;

⑤在阻燃過程中發生脫水、相變、分解,降低聚合物表面和燃燒區域的溫度;

 

塑料燃燒時的煙霧主要包括兩部分:可見部分為固體懸浮顆粒,黑煙主要為炭黑,白煙主要為蒸汽凝結物等懸浮在空氣中的微小粒子;不可見部分主要為氣體,如 HCl、C02、CO、甲烷等,其中包括有毒氣體。衡量塑料發煙量大小的指標為最大比光密度,也稱最大煙密度(Dm)。常見塑料的發煙性見表2所示。

 

塑料消煙的基本原理是在樹脂中加入無機消煙劑,從而改善高聚物的降解方式,抑制形成炭微粒,而使之形成焦炭,同時消煙劑可以消除各種材料在燃燒中產生的煙霧和有害氣體的化合物,通過特殊的化學作用,能夠使阻燃材料在燃燒時的生煙量降低50%~90%,,同時能夠在一定程度上提高阻燃性和氧指數,適用各種阻燃材料,包括塑料,橡膠,涂料和其他聚合物,可應用于鹵系阻燃體系,磷系阻燃體系和其他阻燃體系,具有添加比例低,消煙效率高,使用方便,熱穩定性好、無毒等特性。

 


 

 

 

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