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塑料制品重要添加劑：新型阻燃劑的研發(fā)正逐漸成熟
2019-09-26 10:56:08化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)閱讀量：566 我要評(píng)論
【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 產(chǎn)品新聞】阻燃劑在電子、建筑、交通、航天、運(yùn)輸、家具等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，隨著越來(lái)越多領(lǐng)域?qū)?a href="http://sixdu.net/product/T2513/list.html" target="_blank">塑料阻燃性需求的擴(kuò)大以及人們對(duì)生產(chǎn)生活安全以及環(huán)境保護(hù)的日益重視，對(duì)阻燃劑的要求逐漸提升，安全環(huán)保是當(dāng)下所需主要特點(diǎn)。
阻燃劑也叫做耐火劑或防火劑，屬于高分子合成材料的助推劑，以促使合成材料具有消煙性、自熄性及難燃性等，能夠避免材料的燃燒以阻止或延緩火勢(shì)蔓延。阻燃劑有多種類型，按使用方法可以分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。
目前添加型阻燃劑主要有有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑，鹵系阻燃劑(有機(jī)氯化物和有機(jī)溴化物)和非鹵。有機(jī)是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無(wú)機(jī)主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系；反應(yīng)型阻燃劑則是作為一種單體參加聚合反應(yīng)，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)聚合物材料使用性能影響較小，阻燃性持久。
常見阻燃劑種類
·鹵系阻燃劑
鹵系阻燃劑應(yīng)用廣泛、產(chǎn)量大、用量省、阻燃效果好、與高分子材料兼容性好、使用方便，常應(yīng)用于熱塑性材料及熱固性材料。添加了鹵素阻燃劑的材料在燃燒時(shí)會(huì)釋放鹵化氫，從中產(chǎn)生的自由基能夠阻止燃燒鏈的傳遞，減緩燃燒速度，并且對(duì)產(chǎn)品本身影響較小。但是其缺點(diǎn)在于會(huì)產(chǎn)生具有腐蝕性及毒性氣體，導(dǎo)致電路短路及其他金屬物件的腐蝕，并且可能對(duì)人體呼吸道產(chǎn)生影響，也會(huì)造成大氣污染。
·磷系阻燃劑
無(wú)機(jī)磷阻燃劑主要包括磷酸鹽、紅磷等，其中紅磷阻燃劑本身具有抑煙、、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，因而較受青睞。但是實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)使用了紅磷阻燃劑的材料存在易氧化、易釋放有毒氣體等問題，且該阻燃劑與高分子材料相容性較差，在粉塵狀態(tài)下還有導(dǎo)致爆炸的危險(xiǎn)性，因而磷系阻燃材料的使用受到一定限制，目前使用的紅磷阻燃劑混入金屬氫氧化物進(jìn)行改良，改善了高分子材料的毒性問題。
·鎂系阻燃劑
氫氧化鎂是一種無(wú)機(jī)阻燃劑，與其他阻燃劑相比，其原料來(lái)源、制備過程以及廢物處理方面都有較好的效果。氫氧化鎂的分解能、比熱容與其他常規(guī)無(wú)機(jī)阻燃劑相比更有優(yōu)勢(shì)，使材料能耐受更高溫度，還能提高生產(chǎn)速度。而且這種阻燃劑與其他相關(guān)阻燃劑間的復(fù)合能力較好，因而其應(yīng)用廣泛，擁有較大的市場(chǎng)潛力。
·鋁系阻燃劑
氫氧化鋁也是一種無(wú)機(jī)阻燃劑，是早期的阻燃劑種類，應(yīng)用較為廣泛，占到無(wú)機(jī)阻燃劑應(yīng)用的80%以上。具有抑煙、填充、阻燃等功能，價(jià)格低、無(wú)毒害腐蝕性、不揮發(fā)，且能與其他物質(zhì)協(xié)同作用。添加了該種阻燃劑的材料在燃燒中會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，抑制材料升溫，稀釋氧氣和可燃?xì)怏w，阻止火勢(shì)蔓延。缺點(diǎn)是添加過多會(huì)對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度產(chǎn)生影響，并且由于其分解溫度較低，因而只適用于加工溫度低的聚合物。
阻燃劑的發(fā)展和研究
針對(duì)無(wú)鹵阻燃劑的研發(fā)成為阻燃劑發(fā)展的新趨勢(shì)，部分阻燃劑會(huì)燃燒中釋放有害氣體，因而降低材料燃燒時(shí)的毒氣釋放及產(chǎn)煙量成為科學(xué)家們關(guān)注的問題。此外，研究新型阻燃劑以提高材料的抗高溫能力及防火性方面也受到關(guān)注。
近年來(lái)對(duì)于膨脹型阻燃劑的研發(fā)正在加強(qiáng)。這種阻燃劑在燃燒過程中產(chǎn)生的煙量較少，且不產(chǎn)生毒氣，因而更安全環(huán)保。經(jīng)過科學(xué)家研究，硼氮膨脹型阻燃劑表現(xiàn)出良好的防火性能，通過煙氣分析也顯示其在氣相中有較好的抑制作用，其易于合成使用、低浪費(fèi)，是代替有毒鹵素阻燃劑的選擇之一；另外磷氮膨脹型阻燃劑也獲得了一定的肯定，應(yīng)用于硬質(zhì)聚氨酯泡沫中，使其的防火性能得到提升，并降低了毒性和煙量。
微膠囊化也是阻燃劑的研究方向。如為了克服傳統(tǒng)紅磷阻燃劑的缺點(diǎn)，采用微膠囊包覆工藝而制成的微膠囊化紅磷，在保持了本身的優(yōu)點(diǎn)之外，使加工中不產(chǎn)生有毒氣體，其分散性、物理、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及阻燃性能均有提高和改善。
除此之外，石墨烯參與的新型阻燃劑也已面世。石墨烯本身是一種具有良好屏障性能的二維碳材料，在聚合物中作為物理碳源增加其阻燃性能夠減少在燃燒時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的熱釋放和轉(zhuǎn)移，目前研制出的石墨烯基雜化阻燃劑不僅能增強(qiáng)材料的機(jī)械性能，還能克服常規(guī)磷系阻燃劑引起的早期酸催化降解效應(yīng)的問題，因而也具有良好的應(yīng)用前景。
結(jié)語(yǔ)：關(guān)于阻燃劑的研究近年來(lái)越來(lái)越看重低污染、低煙量、低毒性，同時(shí)提高其阻燃效率、耐高溫性以及減少對(duì)材料機(jī)械性能的影響也越來(lái)越重要。隨著未來(lái)對(duì)新材料研究的進(jìn)一步深入，新型阻燃劑的研產(chǎn)與應(yīng)用進(jìn)程也將獲得發(fā)展，正越來(lái)越多地走入我們的生活中。
資料參考：百度百科、材料人
原標(biāo)題：塑料制品重要添加劑——新型阻燃劑的研發(fā)正逐漸成熟
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