聚烯烴以及彈性體用膨脹型阻燃劑

??????? 在無鹵阻燃體系中，阻燃的效率最好的是膨脹型阻燃劑，其阻燃機(jī)理為:阻燃劑燃燒時(shí)利用物理或化學(xué)作用在基材表層形成一層隔熱、隔氧的炭層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聚合物材料的無鹵阻燃。膨脹型阻燃劑主要包含化學(xué)膨脹阻燃劑和物理膨脹阻燃劑，二者的差異就在于是不是利用化學(xué)反應(yīng)以形成膨脹炭層?；瘜W(xué)膨脹阻燃劑通常包含氣源、炭源、酸源，各組分相互間在燃燒時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成多孔性膨脹炭層，由此實(shí)現(xiàn)阻燃目地。

物理膨脹阻燃劑在燃燒環(huán)節(jié)中利用物理膨脹的作用形成隔熱、隔氧炭層?？膳蛎浭?EG)是較常用的物理膨脹型阻燃劑之一，其具備價(jià)格便宜、易制取、低煙無毒等優(yōu)點(diǎn)，但其阻燃的效率較低，應(yīng)用的范圍因而遭受了限定。研究表明，EG在獨(dú)立做為阻燃劑應(yīng)用時(shí)阻燃的效率不佳，因而EG通常與聚磷酸銨(APP)或金屬氫氧化物等阻燃劑復(fù)配應(yīng)用，以提高阻燃的效率。

科研人員制取了EG與APP復(fù)配組成的膨脹型阻燃劑(IFR)，用以阻燃LDPE材料。研究表明，當(dāng)EG∶APP質(zhì)量比為3∶1，且阻燃劑添加量為15%時(shí)，材料LOI實(shí)現(xiàn)29%，高過獨(dú)立添加同樣成分二種阻燃劑的復(fù)合材料，有顯著協(xié)同效應(yīng)。利用熱重分析(TG)、傅里葉紅外光譜(FTIR)和掃描電子顯微鏡(SEM)等分析表征手段，給出了EG和APP協(xié)同阻燃的作用兼顧氣相與凝聚相阻燃機(jī)理。膨脹石墨(EG)協(xié)效阻燃EVA/MH體系的科研成果，其研究表明:相比較于獨(dú)立添加MH的阻燃復(fù)合材料，添加EG后，復(fù)合阻燃劑的阻燃的效率更高一些，EVA/MH/EG復(fù)合材料氧指數(shù)提高顯著。CONE測(cè)試表明:EG的添加減少材料燃燒時(shí)煙產(chǎn)生以及速率，另外提高了材料殘?zhí)柯?。化學(xué)膨脹型阻燃劑(IFR)最較常用的酸源、炭源、氣源體系主要為聚磷酸銨(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)。

其研究表明:成炭劑脫水成炭，形成的炭化物在阻燃劑分解產(chǎn)生的氣體的作用下形成蓬松封閉多孔結(jié)構(gòu)的炭層，這種炭層自身不燃，且可以均衡地覆蓋在基材表層，防護(hù)內(nèi)部未燃燒基材，高效地阻止基材更進(jìn)一步燃燒。在其中，對(duì)線型低密度聚乙烯(LLDPE)阻燃，膨脹阻燃劑總添加量為30%，且CA∶APP二者質(zhì)量比為11∶4時(shí)，阻燃效果最好，其LOI可實(shí)現(xiàn)31.2%，UL94垂直燃燒可以實(shí)現(xiàn)V－0級(jí)。