高分子材料的阻燃技术探析

2022-09-11 版权声明 我要投稿

高分子材料于国内的普及状况十分广泛, 并且在大众生活里出现的众多阻燃材料同样归类于高分子类型, 由于最近几年来我国消防管控力度的提升, 面向火灾防控的宣传进一步扩散, 所以有必要针对阻燃技术投入研究。

1 高分子材料燃烧以及阻燃原理

1.1 燃烧原理

当处于燃烧的过程, 高分子材料将转换为可挥发的可燃物质, 一旦其浓度达到一定水平, 再加上热量充足, 就能够燃烧。因此, 高分子燃烧的过程由两大块组成:热氧降解还有燃烧。具体细分还可以划分为传热, 部分热氧降解以及挥发物质于固相还有气相内的一系列燃烧过程。所以, 要满足燃烧源头提供的热量造成高分子材料分解, 同时散发得到的可燃物聚集形成一定量的浓度这两方面条件, 其后才可能出现燃烧状况。

1.2 阻燃原理

通过分析高分子材料的燃烧原理能够得到, 阻燃作用的落脚点在于阻碍或者约束涉及的部分因素。现下应用最广的阻燃手段涉及物理以及化学两大类。

气相阻燃原理表示于气相内结束燃烧或者面向链式燃烧反应加以阻碍。

阻断热交换阻燃原理表示转移阻燃材料所带来的热量, 引发燃烧过程温度不充足的状况, 进而无法出现维持燃烧的可燃气体。

除此以外, 还涉及到凝聚相阻燃等手段。总之, 阻燃还有燃烧过程均面临众多的作用因素, 无法具体地加以划分。

2 阻燃剂的划分

2.1 磷系阻燃剂

磷系阻燃剂内投入实践最普遍的为含卤磷酸酯, 其大致作用为, 面向高分子遇热分解的环节, 协助高分子出现脱水碳化的作用, 不仅可以降低气体的散发量, 还能通过材料本身具备的不易挥发性能, 阻断和外部环境的进一步反应。

2.2 卤系阻燃剂

迄今为止普及程度最高的阻燃剂。其表现出用量小、成效显著的特点, 属于有机阻燃剂。但是它同样暴露出一定的缺陷:阻燃环节内散发有害气体。

2.3 本质阻燃剂

通过高分子自身携带的机构阻燃性以研发对应的阻燃工艺。

2.4 含硅阻燃剂

这是现下新兴的阻燃手段, 其把硅酮聚合物以及氢氧化物有机结合, 实现了阻燃功效的放大。

2.5 无机阻燃剂

此类阻燃剂的工作机制在于:经过遇热分解而带来水分, 以此让燃烧热量达不到要求, 除此以外, 还带来诸如氧化镁的物质和燃烧出现的碳化合物加以结合, 出现保护层以阻碍可燃气体由外部环境接触。

3 阻燃技术的具体实践

3.1 阻燃技术

消防工作往往需要投入阻燃技术, 其实践几乎全部要建立在阻燃剂的使用上, 而高分子材料面向阻燃成效的作用突出, 阻燃技术同样属于依照阻燃剂对应的化学特性转换其分子构造, 所以阻燃技术面向高分子材料的具体条件为:提升碳化程度而又不带来额外的可燃、有害气体。

3.2 阻燃剂

阻燃剂发挥着显著拉低高分子燃烧性能, 放慢燃烧速度的效果。其大致囊括了两块内容。其一, 反应型。如果阻燃剂以及热塑性高分子相遇, 就将出现明显的干扰构造, 其均可以阻断分子进行能量的传导。其二, 添加型。其充当了催化剂的角色, 将热量进行疏导, 发挥的功效要强于反应型。然而在阻燃环节内将带来有害气体, 因此必须提升阻燃剂的吸收能力。

4 高分子材料阻燃今后的前景

4.1 微胶囊技术

微胶囊化表示把物质填充于纳米级别的外壳内, 进而具备一定的保护还有缓冲效果。现下把阻燃剂投放至这一小容器的做法属于阻燃领域的聚焦点, 同时已朝着具体实践进军。胶囊大多由两类材料制成, 分别是天然高分子物质还有人工合成材料。一旦发生火灾, 胶囊可以瞬时破裂散发阻燃剂。今后优化的内容涉及到胶囊的规格形状、功效还有环保水平等。

4.2 纳米技术

伴随纳米技术的蓬勃成长, 其具体实践范围持续增加。纳米材料可以于燃烧环节内带来抑制剂, 引发物质之中的化学变化, 还可以放慢能量扩散的速度, 属于今后着重发展的内容之一。

4.3 膨胀技术

通过发泡承担阻燃物质, 由于发泡剂属于无毒、无烟的物质, 所以这一手法将不会引起环境破坏以及人体健康的损害。目前于国外已经出现了相对完善的膨胀技术的应用实例。

4.4 接枝以及交联改性技术

接枝以及交联属于让高分子材料功能化的显著手段, 现下此类技术于高分子材料阻燃领域的实践案例众多。接枝涉及到化学以及光敏两大块, 利用接枝技术来增强聚合物受热的稳定程度, 同时通过成碳完成燃烧类型的转换。其将多类无机化合物聚集, 出现共聚化合物而营造出带有绝缘特性的表层, 吸附易燃物质内的高分子, 降低助燃材料含量。

5 结语

总体来说, 伴随我国面向高分子材料领域的深入挖掘, 多类新兴的高分子物质出现于人们的视野中, 同时阻断技术持续得到优化完善, 已经形成了一定技术基础。近些年我国消防工作的全面落实, 以及对应要求的不断提升, 使得阻燃产品大量涌现, 同时具备一定良好的效果。但是, 现下各类生产工艺依然存在各自的缺陷或者实践不足的状况, 应当得到进一步开发以及探索。本文以此为基本背景, 面向高分子材料阻燃的原理、目前产生的多类技术还有不同技术所具备的优势以及不足进行了细致的解读。并且针对相应的技术, 给出了对于未来这一领域的发展状况的大致估测。

摘要:伴随工业化进程持续加深, 目前生产的高分子材料均具备越来越显著的抗坏能力以及阻燃水平。但是因为高分子材料处于燃烧时刻时, 无法将巨大的能量于相对短的时限中散发出来, 进而往往出现多类有害物质, 所以由于高分子阻燃水平不达标而引发的火灾依然时有发生, 对应受到的经济以及社会损失相当惨重。所以, 怎样在高分子材料阻燃方面有所突破是这一领域的热点之一, 但是依然应当不断探讨其性能上的优化问题。本次论文的出发点设定于高分子材料的阻燃原理的阐述, 进而利用面向高分子阻燃剂涉及类别的解读, 分析高分子材料今后前进的方向还有具体的前景。

关键词:高分子材料,阻燃剂,应用

参考文献

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