用矿物改进高分子质料的阻燃结果

一、阻燃机理简介
高分子质料由于受热剖析放出可燃产品而孕育发生或连续燃烧,当来自点火源的热打仗挥发性的可燃产品,而这些可燃产品浓度在着火极限内,且温度高于着火点时,燃烧必将举行。然后只要供应高分子聚合物的热量足以维持火焰所必要的聚合物的降解速率,燃烧就将继承下去,不然火焰就将熄灭。
从燃烧历程可知,要到达阻燃目标,就必须堵截由可燃物、热和氧气三要素组成的燃烧循环。阻燃高分子质料燃烧可以从气相,也可以从凝结相得以实现。
1)气相中,燃烧反响是由反响活性非常大的H 及OH 自由基支持的连锁反响。不难假想,要是可以大概克制这些自由基的孕育发生,就可以大概付与高分子质料以阻燃的结果。
2)凝结相中,阻燃剂可在高分子质料外貌形成炭层,这一历程可通过高聚物脱水或脱氯化氢天生双键,然后环化和交联来完成。这一炭化层可掩护基质免受热和氧的侵袭。
二、详细矿物实例
1.水镁石的阻燃机理
水镁石重要身分为Mg(OH)2 ,肯定温度下剖析为MgO和H2O(水镁石340℃开始剖析,490℃剖析竣事) ,同时放出大量热。众所周知,高分子物质必须降解为低分子才气成为可燃物质,而Mg(OH)2的剖析恰好低落了降解区的温度,使降解速率放慢,淘汰可燃物质的孕育发生,稀释出的水气冲淡外貌氧气浓度,使外貌燃烧较难举行。同时,Mg(OH)2有利于形成外貌炭化层,制止热量和氧气的进入。由于燃烧三要素(可燃、氧气和肯定的温度) 同时得到了缓解,以是Mg(OH)2起到了阻燃作用。
2.水滑石的阻燃机理
典范的水滑石类化合物分子式为Mg6Al2(OH)16CO34H2O,非常雷同于水镁石Mg(OH)2的布局,由MgO6八面体共用棱形成单位层,位于层板上的Mg2+可在肯定范畴内被半径相似的Al3+ 同晶代替,使Mg2+ 、Al3+ 、OH- 层带正电荷,层间可互换阴离子如CO32- 与层板正电荷均衡,使团体布局呈电中性。在氢氧化物层中同时存在一些水分子,水分子可在不粉碎层状布局的条件下去除,而LDH 层间受热脱出的H2O 及羟基剖析孕育发生的H2O 均能稀释氛围中的氧和聚合物剖析天生的可燃性气态产品,MgAl- CO3- LDH 布局中的CO32-受热剖析放出的CO2有利于隔绝氧气而起到阻燃结果。别的,LDH 层板上含有碱性位对酸性气体有吸附作用,因此LDH 的特别布局可以大概体现出阻燃抑烟性能。
3.蒙脱土的阻燃机理
蒙脱土在高分子材猜中的阻燃机理与聚合物粘土纳米复合质料的通用阻燃机理大要同等。凭据聚合物粘土纳米复合质料的微观布局,可以以为,粘土的纳米片层对质料凝结相的剖析燃烧起到了要害性隔绝作用。当聚合物受热剖析燃烧时,聚合物中粘土的纳米硅酸盐片层,由于对热和睦体的隔绝作用,能实时制止燃烧区的热量向聚合物内部传导,同时也制止聚合物剖析孕育发生的可燃气体向气相燃烧区传输。通过拦阻聚合物剖析燃烧历程中的传热与传质,使得聚合物粘土纳米复合质料具有特别的阻燃性。
4.膨胀石墨的阻燃机理
膨胀石墨的阻燃机理属于凝集相阻燃机理,通过延缓或停止固态物质孕育发生可燃性物质而到达阻燃。受热到肯定水平,膨胀石墨就会开始膨胀,形成一个很厚的多孔炭层,该炭层把阻燃主体和热源离隔,从而延和缓停止聚合物的剖析。膨胀石墨阻燃服从高,自己无毒,受热时不天生有毒和腐化性气体并能大大低落发烟量,有充足的热稳固性,实在用温度为- 204~1650 ℃。膨胀石墨在基材加工温度下不剖析,不恶化基材的加工性能和终极产品的物理机器性能及电气性能,紫外线稳固性和光稳固性好,并且泉源充足,制造工艺简朴。
三、总结
矿物质料的应用不但会低落本钱,调解高分子质料的流变性及混炼性能,转变其化学性子,并且改进热性能及电磁功效等。

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