阻燃剂的研究进展.doc

《阻燃剂的研究进展.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、阻燃剂的研究进展摘要：聚乙烯（PE）复合阻燃体系及阻燃机理的研究情况，并简述各类复合阻燃体系在聚乙烯的应用。关键词：聚乙烯、复合阻燃体系、研究、应用前言：随着20世纪40年代乙烯类单体的自由基引发聚合迅速发展合成高分子如聚苯乙烯、聚乙烯和有机玻璃以及各种橡胶制品进入了蓬勃发展时期。由于这些高分子的优良性能使得它们的应用遍布人类生活的各个角落,于是这些高分子材料的一个很致命的问题就显得越来越突出了,那就是这些材料大都是易燃物,从而导致火灾频发。于是乎,阻燃剂作为一种关键性的添加剂就应运而生了。阻燃剂广泛应用于日常用品、电子电器、交通运输、国防工业、宇航事业和建筑等诸领域。在众多的阻燃剂品种

2、中，卤素阻燃剂具有阻燃效果好，用量少，对材料的力学性能影响小等优点，长期以来一直作为主要阻燃品种使用，但用其处理过的材料受热燃烧时会产生有毒、有腐蚀性气体及大量烟雾而污染环境，从而制约了其发展;无机添加剂要达到对材料的阻燃目的常需要较大的添加量，而这会严重地损害材料的性能;磷系阻燃剂主要用于含氮高聚物，也有较大的局限性。1.聚乙烯复合阻燃体系的研究进展添加阻燃剂和某些阻燃材料是目前对聚乙烯的主要阻燃方法。向聚乙烯塑料中添加单一阻燃剂往往不能获得理想的阻燃性能和综合效果，而复合阻燃体系是弥补这些不足的很好选择，在聚乙烯阻燃中占有重要的地位。一般来说，复合阻燃体系主要是根据不同阻燃剂间的协同

3、作用，对不同类型阻燃剂进行复配优化组合以提高阻燃效率，达到预期的阻燃要求并获得综合性能优异的材料的体系。为使阻燃剂改性增效、降低成本而与其他助剂配合的阻燃体系也属于复合阻燃体系。主要包括：卤)锑复合阻燃体系、磷)氮复合阻燃体系、填料型复合阻燃体系、膨胀型阻燃体系及其他复合阻燃体系等。1.1卤(锑复合阻燃体系该阻燃体系是由卤系阻燃剂并用锑氧化物（主要是(Sb2O3）组成的复合体系。卤系阻燃剂以其添加量少，阻燃效果显著而仍在聚乙烯阻燃领域占据重要地位。通常所说的卤系阻燃剂即含溴、氯阻燃剂。三氧化二锑(Sb2O3）在卤-锑复合阻燃体系中起阻燃增效的作用，能循环参加有关反应。卤(X)锑(Sb)复

4、合阻燃体系的阻燃机理是,在高温下，Sb2O3能与卤化氢(HX)生成三卤化(SbX3）或卤氧化锑(SbX3),SbX3蒸气的密度比较大，能长时间停留在燃烧区，具有稀释和覆盖作用，并且SbX3可在一个较宽的温度范围内（245℃-565℃），有效地捕捉材料燃烧时产生的自由基。而SbOX又可在很宽的温度范围内继续分解为三卤化锑，其分解为吸热反应，可有效降低阻燃物的温度，减缓甚至终止热分解。现在多用有机溴化物和(Sb2O3）组成复合阻燃体系对PE阻燃。J.P.Yang等研究了六溴环十二烷和Sb2O3的并用体系对PE的阻燃影响。1.2磷-氮复合阻燃体系该体系是无卤复合阻燃体系，具有安全、抑烟、无毒、

5、价廉等优点，是由磷系阻燃剂（主要介绍红磷）与含氮阻燃剂组成的体系，在聚乙烯阻燃中具有重要地位。磷系阻燃剂主要有磷酸酯类、多磷酸盐、红磷等品种，它们主要在凝聚相起阻燃作用，对含氧聚合物阻燃效果明显。含磷阻燃剂因其热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性毒气、效果持久、毒性低等优点而得到了广泛的应用。1.3填料型膨胀型阻燃体系膨胀型阻燃体系（IFR）是以磷、氮、碳为主要成分的无卤阻燃体系，通常由酸源（脱水剂）、气源（发泡剂）、碳源（成碳剂）三部分组成。酸源可以是无机酸或受热能生成无机酸的化合物，如磷酸、硫酸、聚磷酸铵以及其它磷酸盐、硼酸盐等；气源，一般为含氮的多碳化合物，常用的有尿素、蜜胺、三聚氰胺

6、等；碳源是形成泡沫碳化层的基础，主要是一些含碳量高的多羟基化合物，如季戊四醇及其二聚体、三聚体等。对于具体的IFR，上述三组分不一定都用，有时只需加入其中的一种或几种。膨胀型阻燃体系主要通过形成多孔泡沫碳层而在凝聚相起到隔热、隔氧、抑烟、防熔滴等阻燃作用，具有良好的阻燃性能。此膨胀碳层是由IFR各组分按一定顺序发生反应形成的。在国外，膨胀型阻燃剂阻燃PE的研究开发进展较快。美国HoechstCelanese公司销售的ExolitIFR-10和ExolitIFR-11两种新型膨胀阻燃剂，当添加量为30%时，可使LDPE的OI上升到25.9，HDPE的OI上升到28.0，燃烧性能达到UL94

7、V-0级，而拉伸强度只下降10%-20%。C.Baillet直接将五氧化二磷、多元醇和苯酚甲醛树脂与PE在200℃氮气环境下共混，使体系中原位生成磷酸酯，且部分磷酸酯接枝在PE大分子链上，材料燃烧时表面有碳结构形成，阻燃效果比直接向PE中添加IFR要好，OI最高达29.5。在国内，膨胀型阻燃剂还处于开发与研究阶段，近年来在促进成碳和新型IFR体系的研究方面取得了一些新进展。张志龙等/研究发现膨胀型阻燃剂-聚磷酸铵和季戊四醇(APP/