高分子材料的阻燃方法分析

1、    高分子材料的阻燃方法分析    宋纳川+甄世钰+刘弘毅（1.大连理工大学高分子材料与工程 辽宁大连 116000；2.大连理工大学化学工程 辽宁大连 116000；3.大连理工大学公共事业管理 辽宁大连 116000）摘 要：伴随工业技术的逐渐进步，高分子材料的阻燃性與抗破坏性日益增强。然而因为高分子材料在具体的燃烧环节没有办法在短期内释放出全部的热量，或许还会产生非常多的物质，因为由于高分子材料的阻燃性较弱所导致的火灾事件仍有发生。本文就高分子材料的阻燃方法进行简单的分析。关键词：高分子材料；阻燃；分析1 前言高分子材料凭借其良好的性能、较低的

2、价格而被大量运用于所有建筑与日常生活的各个层面，然而大部分的高分子材料均是可燃、易燃性的材料，在燃烧之时，所释放的热量非常之多，较快的火焰传播速度，难以熄灭，或许还会出现浓烟与有毒的气体，对于人们的生命财产安全与自然环境产生了非常大的影响。2 高分子材料概述高分子材料所指的是以高分子化合物为基石所形成的材料。高分子材料主要有相对分子质量比较高的化合物所组成，涵盖塑料、橡胶、涂料、纤维以及胶粘剂等等，高分子是生命存在的一种非常重要的形式。3 阻燃的必要性根据有关机构的统计数据能够得知，我们国家在最近几年时间内各种民用、装饰用品等层面迅速拓展，因为超过90%的纤维制品均具备较强的易燃性。例如：天津

3、大爆炸事件，若出现爆炸的仓库具备较为完整的阻燃防火设备，仓库的管理者预先完善好防火阻燃相关的工作，则事故所造成的伤亡人数便会有较多的减少。因此，为了能够不对社会导致不必要的经济损失，所以对高分子材料实施阻燃处理具有非常重要的意义。4 高分子材料的阻燃方法4.1 阻燃剂添加法当前，在我们国家运用最多并且成本费用最低的阻燃方法便是在高分子材料里面加入一定数量的阻燃剂，运用阻燃剂和高分子材料中所分解出的可燃物的相互融合，来达到增强高分子材料阻燃性的目标，此方式所具备的最大优势便是无需实施大规模的投资，制作费用相对较低，同时在对于不一样的高分子材料所使用的阻燃剂调节层面较为便利，然而，其同样有着非常多

4、的不足，若高分子材料和所加入的元素产生反应，进而损坏了高分子材料的内部结构，对其性能造成非常大的消极影响。所以，在选取所需添加的阻燃剂之时需要非常的严瑾，需要在不会对高分子材料产生影响又或是影响相对较小的基础之上，在高分子材料里面的添加适宜的阻燃剂以达到阻燃的目标。4.2 微胶囊技术微胶囊化所代表的是将某一物质存放于一个几微米到几百微米的非常小的容器里面，进而达到维护与调控释放等功能。将有机又或是无机的阻燃剂实施微胶囊化是目前阻燃剂发展的热点话题，同时已经由理论转向运用环节。囊材主要有两个不同的种类：第一，天然高分子材料，例如：蛋白质、动物胶、纤维素以及淀粉等等。第二，人工合成高分子，例如：聚

5、苯乙烯、聚酯、聚乙烯醇、聚酰胺以及环氧树脂等等。囊材和所需包裹的阻燃剂之间不会产生任何化学反应，在制品遇火温度增加之时，囊壁当即便会熔化破裂，进而将阻燃剂释放出来。微胶囊的尺寸、强度以及囊壁的厚度等其它的物理特征都会对最后的阻燃功效产生影响。微胶囊化在完善阻燃剂的功效、外形及降低环境污染等层面均有着非常大的作用。4.3 纳米技术从传统形式的阻燃剂层面，其在价格、环境污染以及力学性能等层面均不具备优势。纳米技术的运用则拓展了阻燃技术的全新领域，不仅材料的使用数量有较大的减少，并且效用和安全性有较大的增强，同样减少了对于环境所产生的污染。欧洲多个国家所发起的phoenix的合作计划，以纳米技术为基

6、础，生产纳米颗粒又或是和无卤材料相互融合，取代传统形式的无卤阻燃剂，减少了聚合物阻燃剂的使用数量，增强阻燃剂的作用。丰田汽车在汽车发动机的零部件中运用了尼龙/层状硅酸盐的纳米素材，使得其热稳定性与硬度有了较大的提升。除此之外，纳米复合材料有着非常好的阻燃性能，被大量运用至轮胎、电子电气元件之中。4.4 化学反应法运用交联、共聚以及接枝等方式的化学反应同样能够合理的将阻燃元素及基团引入到高分子材料的分子主链又或是侧链之中，从而将可燃、易燃的高分子材料更加深入的转变为具备较强阻燃性能的高分子材料。辐射交联手段的运用可以形成一个本质型的阻燃高分子材料。其机理如下：御用射线针对高分子材料实施辐射，从而

7、推动高分子材料的分子链相互交叉，在发生交叉以后，高分子材料在燃烧之时所出现的熔融滴落的问题便会有所好转。比如：普通的线形聚苯乙烯（ps）的极限氧指数仅仅为17.5%，若将其完全暴露于空气里面实施点燃，极易产生大面积内的燃烧，有着非常严重的熔融滴落问题，同时会产生非常多的浓黑烟。然而，若将苯乙烯（st）单体与交联剂二乙烯基苯（dvb）按照st：dvb=100：3的质量比实施混合共聚，从可以使得交联的ps的极限氧指数达到18%，ps的水平燃烧速度由36mm/min减少为23mm/min，降低了36.1%，锥形量热仪实验环节热量释放的速度峰值（phrr）降低了13.1%，质量损失的速度峰值（pmlr

8、）降低了9.4%，生烟速度的峰值（psrr）降低了22%，在发生交联以后，ps燃烧的速度有显著的降低，同时，并不会发生熔融滴落，外表有着非常浓厚的炭层，将其拨开以后，所能够看到的便是一个无色透明的塑料。4.5 无机阻燃技术无机阻燃技术展示出了阻燃剂所具备的导热与蓄热作用，在燃烧环节，高分子材料的分子架构会按照其导热与蓄热的具体状况出现周期性的改变，在蓄热与导热量超出指标之时，其分子结构便会遭受严重的损坏，无机阻燃技术能够吸收并且循环多余的热量，并且能够增加阻燃剂所能够受热的面积，依托分解、吸收的方式将热量传递至相对安全的位置处。其阻燃机理是：阻燃剂在受热以后便会形成非常多具备吸热功能的水晶体，水晶体在受热蒸发以后便会散去非常多的热量，高分子材料的受热会随之降低，其热分解的速度同样会有多减低。5 结语针对现实运用环节的高分子材料而言，在增强其阻燃性能之时，需要尽量避免对于成型加工性能、力学强度以及外观质量等造成消极的影响，并且还需要充分考虑到对于材料费用与环境产生的影响。当前的发展态势是全面采取各类方式，运用协同阻燃的方式加工出达到现实运用需求的高分子材料。参考文献：1井蒙蒙，刘继纯，刘翠云，等.高分子