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阻燃剂的阻燃机理是什么?
阻燃剂通过几种机制发挥其阻燃作用,例如吸热作用,.覆盖作用.链反应.不燃气窒息等。大部分阻燃剂都是通过多种机制共同作用来实现阻燃。
1.吸热作用
任何燃烧在短时间内释放的热量都是有限的。如果火源释放的一部分热量能够在短时间内吸收,火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面,将已经气化的可燃分子分解成自由基的热量就会降低,燃烧反应就会得到一定程度的降低。在高温条件下,阻燃剂发生强烈的吸热反应,吸收燃烧释放的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效生成可燃气体,防止燃烧蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机制是在达到热分解温度之前,通过提高聚合物的热容量来吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。这种阻燃剂充分发挥其在水蒸气中吸收大量热量的特性,提高其自身的阻燃能力。
2.覆盖作用
阻燃剂添加到可燃材料中后,阻燃剂可以在高温下形成玻璃状或稳定的泡沫覆盖层,隔绝氧气,具有隔热性。.隔氧.防止可燃气体向外流出,从而达到阻燃的目的。例如,当有机磷阻燃剂受热时,可以产生结构更稳定的交联固体或碳化层。碳化层的形成一方面可以防止聚合物进一步热解,另一方面可以防止内部热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
3.链反应
根据燃烧链反应理论,保持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可以作用于气相燃烧区域,捕捉燃烧反应中的自由基,从而防止火焰传播,降低燃烧区域的火焰密度,蕞终降低燃烧反应速度,直到结束。如果含有卤制阻燃剂,其蒸发温度与聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也会同时挥发。此时,含卤制阻燃剂和热分解产物同时位于气相燃烧区域,卤素可以捕捉燃烧反应中的自由基,从而防止火焰传播,降低燃烧区域的火焰密度,蕞终止燃烧反应。
不燃气体窒息的作用
当阻燃剂加热时,不燃气体被分解,可燃气体的浓度被稀释到燃烧下限以下。同时,它还可以稀释燃烧区域的氧气浓度,防止燃烧继续进行,从而达到阻燃的效果。
