阻燃材料与技术复习点

1、阻燃技术：承受适宜的化学物质阻燃剂、改性剂或合成技术引入阻燃构造单元从本质上改善聚合物材料的热物理和化学性质而使其成为火灾惰性材料， 或者为材料本身供给耐火极限 ：对任一建筑构件，依据时间温度标准曲线进展耐火试验，从受火作用时起，到构件失去稳定性或完整性或绝热性时止，这段抵抗火的作用时间， 称为耐火极限，通常用小时h来表示。阻燃材料：阻燃材料是一种保护材料，它是能够阻挡燃烧而自己并不简洁燃烧的材料，也简称为阻燃剂，在需防火墙体等各种材料外表上假设涂上阻燃剂，它能保证在起火的时候不被烧着，也不会使得燃烧范围加剧、扩大。钢构造不耐火的缘由是什么？发生变化，钢构造通常在 450650时就会失去承载力

2、量，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因变形过大而不能连续使用。钢材虽然是不燃材料， 但在火灾高温作用下，其力学性能如屈服强度、弹性模量等却会随温度上升而降 低，在 550左右时，降低幅度更为明显，一般在 15 分钟左右就会丧失承重力量而垮塌。高聚物随温度变化有 3 种物理状态。 1玻璃态2高弹态3黏流态：高聚物裂解最终生成的产物有：可燃性气体、不燃性气体或低燃值气体、液体、固体、烟。火灾烟气的主要危害有哪些？ 答案：烟的直接危害有两种：一是降低可见度，二造成呼吸 逃离现场。高分子聚合物燃烧过程是什么？ 答案：高聚物热裂解产物的燃烧是按自由基链式反响进展的 1.2.3.4.链的终止气相阻

3、燃机理：指在气相中抑制中断或延缓在反响中起增长作用自由基而发挥的阻燃作用。 分散相阻燃机理：是指在固相或液相中阻挡高聚物的热分解和释放出可燃气体而发挥阻燃作用。 中断热交换阻燃将聚合物产生的热量带走而不反响到聚合物上，使聚合物不再不断分解。协效阻燃机理：指由两种(其中一种为阻燃剂,另外一种为协效 或两种以上组分组成的阻燃体系。极限氧指数LO：是指聚合物在氧和氮混合气体中当刚能支撑其燃烧时氧的体积分数浓度。是表征材料燃烧行为的指数。物质燃烧需要三个条件是：必需有可燃物；助燃物；点火源高聚物阻燃作用是什么？ (1) 吸热效应。通过分解吸热或热分解产生不燃性挥发物的汽化热，使高聚物材料的温度上升发生

4、困难。(2) 捕获自由基。捕获燃烧反响的活性中间体H、HO等，抑制自由基连锁反响。掩盖效应。在较高温度下成稳定的掩盖层，或分解生成泡沫状物质，掩盖于高聚物材料的外表，隔绝热、氧传递。4稀释效应。受热分解时能够产生大量的不燃性气体，将可燃性气体和氧气稀释而到达不行燃。 5协同效应。单独使用并无阻燃效果或阻燃效果不大，多种材料并6抑烟作用。抑制可燃性气体产生。气相阻燃机理的化学作用和物理作用是什么？ 气相阻燃机理的化学作用：削减和终止燃烧链反响实现阻燃。气相阻燃机理的物理作用可稀释可燃性气体，且掩盖在高聚物外表可隔热、隔氧(“毯子”效应)2阻燃剂的物理反响如为吸热反响，可有效地降低高聚物的温度和分

5、解速度。 3阻燃剂材料受热或燃烧时生成微小粒子，它们能促进自由基相互结合已终止链式燃烧反响。生成的炭层可将高聚物封闭，阻挡可燃性气体从聚合物内逸出和进入火焰 区。 5阻燃剂发生脱水或炭化，释放出的水蒸发时吸热可降低燃烧温度，同时非燃水蒸可以对可燃气体进展稀释。 6在一些阻燃高聚物的系统中，系统能吸取高聚物裂解生成的可燃气体燃烧时所放出的能量，会引起燃烧中断。卤-锑阻燃机理是什么？ 在高温下三氧化二锑与卤化氢反响生成三卤化锑或卤氧化锑，而卤氧化锑又可在很高的范围内连续分解为三卤化锑。生成的卤氯氧化锑又可连续分解 氯SbX3 可捕获气相中的活性自由基，转变气相中的反响模式，抑制燃烧反响进展。磷系阻

6、燃剂阻燃作用：抑制火焰；熔流耗热；含磷酸形成的外表屏障； 酸催化成炭；炭层的隔热、隔氧。 卤系阻燃剂阻燃机理答：当阻燃剂中不含有氢受热时分解出卤素自由基可与聚合物热分解产物直接生成卤化氢假设卤系阻燃剂含有氢则同样分解出卤化 氢及也能捕获燃烧反响中的活性自由基使燃烧减缓或终止膨胀型阻燃剂的阻燃机理： 膨胀型阻燃体系主要成分可分为酸源、碳源、气源三个局部。Al(OH)3 阻燃机理是什么？ Al(OH)3 分子构造中实际不含水合水，它们受热时释出的水是由于键合于金属的羟基分解生成的释水起始温度为200，释水量可达34%分解为Al2O3)，释水时吸热1170 kJ/kg。对 MH，此三值分别为 330

7、，31%分解为 MgO)，1370 kJ/kg。ATH 能冷却被阻燃的基质使其温度降至维持燃烧所必需的温度以下这类吸热分解能产生水蒸气或其它不燃气体， 它能稀释气相中的可燃物浓度而热分解生成的剩余物又可作为保护层使下层基质免遭热 破坏。 吸热机理通过冷却稀释和隔热等三种物理作用来阻燃其效率远不如化学阻燃高。阻燃剂：阻燃剂是用以提高材料抗燃性，即阻挡材料被引燃及抑制火焰传播的助阻燃剂的根本要求是什么？ 能价格比高。 本身低毒或根本无毒 与被阻燃基材的相容性好，不易迁移和渗出。 性能和最终产品的物理机械性能及电气性能。具有可承受的光稳定性。原料来源充分， 制造工艺简便，价格低廉。 微胶囊化红磷：指

8、在红磷外表包覆一层或多层保护膜，此包覆层不但可以防止 RP 颗粒与氧及水接触而产生的磷化氢，而且可以避开红磷由于冲击加热而引RP RP 的阻燃作用 用于建筑构件上，用以提高构件的耐火极限的特种涂料。 防火涂料的防火原理(五点)是什么？ 、防火涂料本身具有难燃性或不燃性，使被保护基材不直接与空气接触，延迟物体 易燃烧或燃烧速度减慢。 、含氮的防火涂料受热分解出 NO、NH3 等基团，与有机游离基化合，中断连锁反响，降低温度。 、膨胀型防火涂料受热膨胀发泡，形成碳质泡沫隔强度下降。 防火涂料按防火形式来分为：非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料。制备膨胀防火涂料时需要以下四种根本成分：成膜剂或粘接剂、

9、酸源、发泡剂、碳源。 钢构造的防火原理是什么？ 钢构造防火保护的原理是承受绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢构造，降低热量向基材快速传递的速率，推迟钢构造温升、强度变弱的时间。 防火原烧速率、稀释氧气的作用； 涂层本身多孔轻质或受热膨胀后形成炭化泡沫层阻挡了热量限。 电缆防火涂料阻燃机理是什么？ 电缆防火涂料一般由叔丙乳液水性材料添加各种防 隧道防火涂料的作用机理是什 么？ 对于隧道防火涂料，首先其自身应具备难燃或不燃性，依靠防火涂料的低导热性或涂(如 ATH) 发生吸热反响必释放结晶水，减缓升温速率，阻挡分解和燃烧过程的连续； 高温下阻燃剂分解出自由基链式反响的阻断剂阻燃剂分解形成不挥发的掩盖

10、层，隔绝可燃物和氧的接触，并形成结实的固化层； 催化可燃物发生脱水和炭化作用，形成炭化层,阻碍热的传导，使外部火源不能直接作用在被保护基材上。纤维103合成纤维 以石油、煤、天燃气及一些农副产品为原料制成单体，经化学合成为高聚物，纺制的纤维 涤纶：指大分子链中的各链节通过酯基相连的成纤聚合物纺制的合成纤维；锦纶：指其分子主链由酰胺键连接起来的一类合成纤维；腈纶：通常指含丙烯腈在85% 他的还有乙纶、氨纶、乙氯纶及混合高聚物纤维等。纤维的燃烧经受了如下三个阶段 ：第一阶段为热引发阶段，来自外部热源或火源的热量首先导致纤维材料发生相态变化和化学变化或受外界因素的影响，如火焰、火花、炎热余烬刺激足以

11、使可燃性气体自燃的环境温度， 都方式被另外一局部纤维材料吸取，导致热降解过程发生并挥发可燃性气体。纤维高聚物燃烧必需具备以下条件 :1)高聚物分解产生可燃性气体 ;2)有氧气(氧化剂)存在;3)有热源。纤维的阻燃由燃烧过程可以看出，就是设法阻碍纤维的热分解，抑制可燃性空气和热环境，来到达消退或减轻燃烧三要素(可燃物质、温度、氧气)的影响，而到达阻燃目的。纤维燃烧过程，主要有以下几个阻燃途径：一是移除热量 二是提高热分解温度三是降低可燃性挥发物的生成。四是削减燃烧区与氧气的接触，五是转变燃烧氧化机理纤维的阻燃改性方法 共聚法 共混法 皮芯复合纺丝法 接枝共聚法 阻燃后整理法纤维的阻燃机理 隔离膜

12、机理：某些阻燃剂在高温下可在聚合物外表形 成一层隔离膜以隔绝空气。起到阻挡热传递、削减可燃性气体释放量和隔绝氧的作用，从而到达阻燃目的 生成不燃性气体机理冷却机理坏维持聚合物燃烧的条件，到达阻燃目的。铝、镁及硼等无机阻燃剂颇具代表性 自由基把握机理 到达阻燃的目的。卤系阻燃剂的阻燃机理属于此类，含卤化合物在高温下裂解成 卤素自由10时，木材蒸发出少量树脂；3 当温度到达 130 时，木木材的燃烧过程 1 当木材接触火时，首先析出水分。2 当温度在 14 当温度到达 220250时，木材开头变色并炭化，主要产物为 H2、CO 和烃类物质；5300以上，发生猛烈的热分解，析出大量可燃气体，使木材开

13、头燃烧木材阻燃剂应当具有如下特点 1)阻燃效力高 2)阻燃剂本身无毒,3)阻燃性能长久 4)吸湿性低,阻燃木材的尺寸稳定性好；5)木材的物理力学性能和工艺性能根本不受影响；6)具有防腐、防虫性能；7)木材的视觉、触觉和调整等环境学特性根本不受影响；8)本钱低廉,来源丰富,易于使用。木材阻燃机理 掩盖机理 热机理气体 稀释机理 自由基捕获机理 成炭机理木材阻燃处理方法物理阻燃法化学阻燃法化学阻燃法一般分为 2 种方法：外表涂敷法、浸渍法。燃烧过程当温度到达 300以上，木材横切面方向消灭 小裂纹，内层析出的挥发物能简洁从木材外表逸 出，随着炭化深度的增加，裂缝渐渐加宽，并发生剧 烈的热分解，析出

14、大量可燃气体，木材开头燃烧。400500时，木材成分完全分解。热塑性树脂分子链构造为线型或带支链型的，受热后可塑化或称软化、熔化和流淌，并可屡次反复塑化成型热固性树脂属立体型构造的高分子聚合物在分子链中含有多官能团 大分子，在有固化剂存在和受热、加压作用下可软化或熔化并同时固化或熟化成不溶不熔的高聚物树脂及其燃烧过程聚乙烯由乙烯聚合而成的高聚物纯品为乳白色， 半透亮，手感似蜡。主要用于制造管道、容器、包装薄膜和日用品等。家庭中广泛使用的塑料桶即为聚乙烯所制。聚乙烯加热至150时，可分解产生酸、酯、不饱和烃、过氧化物、 一氧化碳、甲醛、乙醛等挥发性混合物加热至 210-250时生成的混合气体有甲

15、刺激黏膜、不饱和烃、有机酸、有机氯化物、一氧化碳碳氧血红蛋白等有毒气体，大量吸 入能引起中毒。聚乙烯塑料易燃烧燃点34，燃烧时火苗底部为蓝色，顶部为黄色，并有石蜡燃烧的气味酚醛树脂酚醛树脂又称电木，亦系热固性塑料。受热不变软一般为 深色，如黑色、棕色等。主要用于电气工业及机械制造业等。可制成层压板、仪表外壳、机械零件、电气开关等。酚醛树脂难以燃烧，在火中呈黄色火焰，离火后即熄灭。燃烧后塑料开裂，色加深，有浓甲醛味。酚醛塑料在加热至540时可产生一氧化碳、醛、二氧化碳和 氨假设浓度较高可引起中毒橡胶的燃烧过程橡胶的燃烧一般可分为点燃和火焰传播两个阶 段。点燃：分解产生的可燃性气体到达肯定数量时，

16、假设与火焰接触并到达其可燃点会有 火焰燃烧，此阶段称作点燃。火焰传播阶段：橡胶的燃烧反响，是链式自由基反响。依据来源分类，分为自然橡胶与合成橡胶二种。橡胶阻燃的 6 种重要途径：参加一种可以捕获自由基 HO的物质，从而中断反响 1的反响；如卤系阻燃剂于20030分解放出HX，捕获高能H和H2.削减焦油、可燃气体的产生量，促进炭质层的形成，从而降低橡胶的燃烧性能。如膨胀型防火涂料的脱水催化剂；3NH4Cl=HCl+NH3(反 应在加热时候进展；4. 橡胶与空气中的氧气充分隔绝而中断燃烧过程 聚偏磷酸等；5 的协作体系；6.通过共聚等化学方法，在橡胶聚合物主链上导入卤素、磷、氮等阻燃元素， 从而提

17、高其阻燃性。反响型阻燃剂阻燃技术。橡胶的配方设计一个完整的配方包括五大体系：生胶体系、硫化交联体系、填充补强体系、软化增塑体系、稳定防护体系配方表示形1根本配方 又称质量份配方。是以生胶的用量为100质量份，其它种种协作剂的用量都用相对质量份表示。质量分数配方 100%，各组分用量均以质量分数表示。体积分数配方 100%，配方中各组分用量均以体积分数表示。生产配方 又称有用配方。是生产中实际使用的配方表示形式。其配方中各组分用量和配方总量均以kg补强剂提高硫化橡胶扯断强度、定伸强度、耐磨性等物理机械性能。炭黑，白炭SiO2nH2O 超细活性碳酸钙，活性陶土填充剂增加胶料的容积，从而降低生产本钱

18、或改善加工性能。 沉淀碳酸钙硫酸钡，滑石粉，云母粉聚氨酯材料的种类及用途一聚氨酯泡沫塑料二聚氨酯弹性体三聚氨酯粘合剂四聚氨 喷涂聚脲五聚氨酯的其它用途聚氨酯燃烧过程聚氨酯材料的燃烧过程和其它高 分子物质的燃烧过程类似，大体分为5 个阶段：热量积蓄、热分解或降解与挥发、着火、热 料，使之重复上面的过程，从而促使聚氨酯材料分解，这样循环下去，直到材料燃尽。阻燃材料两大环境问题。磷酸三酯大事称“TRIS”大事1.阻燃剂生产和处理过程对环境的影响阻燃剂本身对人类安康和环境的有无毒害作用是一个首要问题；在卤代二苯醚生产过程中， 二噁英副产品以微量杂质形式存在产品中 放。 阻燃剂生产中使用的原料和溶剂是否对环境和安康有危害。如，生产四羟甲基氯化磷及其水解产物中，承受强毒性化合物膦(PH3)作为根本原料。阻燃材料生产和正常使用中对