焚烧和阻燃的机理

 

 
为了了解现有纺织品阻燃剂怎么起作用以及更主要的--怎么研制将来的阻燃剂,关键是更为深化地探究成纤聚合物 的焚烧机理。
 
阻燃战略
在焚烧中,燃料(来自热降解或热解纤维)、热(来自点着和焚烧)和氧(来自空气)均作为主要成分发挥作用。为了中止这种机理,大家提出了5种方法(a)~(e)。阻燃剂可在其中的一种或多种方法下发挥作用。以下所列为各个阶段及有关的阻燃作用:
a)除热;
b)进步分化温度;
c)削减可燃蒸发物的构成,添加炭量;
d)削减与氧的触摸或稀释火焰;
e)搅扰火焰化学反响和/或进步燃料点着温度(Tc);
熔解和/或降解和/或脱水需吸收很多的热(例如,在背涂层中含无机和有机磷的制剂、氢氧化铝或水化氧化铝)。
一般不为阻燃剂所使用;而在固有耐火和耐热纤维 (如芳族聚酰胺纤维)中较多见。纤维素和羊毛中大都含磷、含氮的阻燃剂;在羊毛中的重金属络合物。水合的及某些促炭阻燃剂可开释水;含卤素阻燃剂可开释卤化氢。含卤素阻燃剂,常常与氧化锑联系。从上述内容能够看出,某些类阻燃剂能够在多种方法下发挥作用,大都有用的例子都是如此。此外,某些阻燃制剂可发作液相中心物,该中心物可湿润纤维外表,然后变成隔热和隔氧的屏障--广为承受的硼酸盐-硼酸混合物即可在这种方法下发挥作用。此外,它还可推进成炭。为了简化化学阻燃做法之不一样方法的分类,能够使用术语’凝集’相和’气或蒸汽’相活动来区别它们。二者都是复合项,前者包含上述的(a~c)方法,后者包含(d)和(e)方法。物理机理一般同时起作用,这些机理包含经过构成涂层来扫除氧气和/或热量(方法d)、添加热容量(方法a)以及使用非易燃气体稀释或掩盖火焰(方法d)。
 
热塑性
纤维是不是能够变柔和/或熔化(由表3中的物理转化温度所界定)决议着它是不是具有热塑性。热塑性因其有关的物理变化,可严重影响阻燃剂的做法。传统的热塑性纤维(例如,聚酰胺、聚酯和聚丙烯)一缩短即可脱离点着火焰,然后防止被点着:这使它们外表上显现出阻燃性。事实上,如果缩短受阻,它们便会强烈焚烧。这种所谓的支架效应可在聚酯-棉以及相似的混纺织物上看到,即熔融聚合物熔化到非热塑性棉上并被点着。相似的效应也可在由热塑性和非热塑性成分构成的复合纺织品 上看到。
跟着上述效应而来的是熔滴(一般是有焰熔滴)问题,这种滴淌虽可移除焰锋的热并促使火焰平息(因而能够’经过’垂直火焰试验),但却能使坐落其下的外表(如地毯或肌肤)发作焚烧或二次点着。
大都在批量生产期间或作为收拾剂施用于传统合成纤维上的阻燃剂一般都是经过增强熔融滴淌和/或促助有焰熔滴平息两种方法发挥作用的。迄今为止,任何手法都不能下降热塑性并很多推进成炭,经阻燃处理的纤维素(包含粘胶纤维)的状况即是如此。
 
阻燃机理和成炭
按(d)和/或(e)方法在气相起作用的阻燃剂都具有下述长处,即它们会减小点着倾向并有助于纺织品成纤聚合物的火焰平息。这是由于一旦热降解发作的蒸发产品或燃料在火焰中与氧发作氧化反响,其化学性质就会变得十分相似。因而,像隔绝氧气((e)方法)或生成搅扰自由基((f)方法)这两种方法无疑都能保证阻燃剂的作用。
依据本钱和效益,锑-卤素阻燃剂是本体聚合物和背涂层纺织品领域内最成功阻燃剂。与用于纤维素纤维的含磷和氮的纤维反响性耐久阻燃剂不一样,它们一般只能凭借树脂粘合剂用作背涂层剂。就纺织品而言,大都锑-卤素系统都由三氧化二锑和含溴的有机分子(例如氧化十溴联苯(DBDPO)或六溴环十三烷(HBCD))构成。一经加热,这些物质就会开释出HBr基和Br。基。这二者会搅扰火焰的化学反响。
 
 
 
 
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