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纺织品阻燃机理与磷系阻燃剂优势
关键字:阻燃剂,磷系阻燃剂,出口阻燃剂点击:6973 发表时间:2014-07-07
【导读】:纺织品的燃烧过程与机理 燃烧过程大致分为五个不同的阶段: ①、加热阶段:外部热源产生热量给予聚合物,使聚合物的温度逐渐升高; ②、降解阶段:聚合物被加热到一定温度,聚...

纺织品阻燃剂原理

      纺织品的燃烧过程与机理

燃烧过程大致分为五个不同的阶段:

①、加热阶段:外部热源产生热量给予聚合物,使聚合物的温度逐渐升高;

②、降解阶段:聚合物被加热到一定温度,聚合物中最弱的键断裂,即发生热降解,这取决于该键键能的大小。O-O键是最弱的键,极易断裂;C-F键是最强的键,不易断裂。如果在此阶段发生的是吸热反应,则可减缓温度的上升,对燃烧起一定的抑制作用。如果是放热反应,则加速燃烧;

③、分解阶段:当温度上升到一定的温度时,除弱键断裂外,主键也断裂,即发生裂解,产生低分子物;

④、点燃阶段:当分解阶段所产生的可燃性气体达到一定的浓度,且温度也达到其燃点,并有足够的氧或者氧化剂存在时,开始出现火焰,这就是“点燃”,燃烧从此开始;

⑤、燃烧阶段:燃烧释出的能量和活性游离基引起的连锁反应,不断提供可燃物质,使燃烧自动传播和扩展,火焰越来越大。即:热量传递给织物;纤维的热裂解;裂解产物的扩散与对流;空气中的氧和裂解产物的动力学反应;步骤循环进行并同时存在。

 

纺织品的阻燃机理

凝聚相阻燃模式

磷系阻燃剂能提高材料的成炭率,特别是对那些含氧高聚物,成炭意味着:较少的物质被燃烧;成炭伴随着生成水,水蒸气可以稀释可燃性气体;成炭反应是吸热的,且炭层具有保护下层高聚物基材的作用。

磷系阻燃剂大多用于纤维素纤维的阻燃中。当未被阻燃的纤维素被加热至它的热裂解温度时,通常解聚为焦油状的炭水化合物(主要为左旋葡萄糖),后者又进一步断裂为有机可燃碎片。 

如果在纤维素中加入磷系阻燃剂,则纤维素遇火时阻燃剂会分解为含磷酸或酸酐,后者可使纤维素磷酰化并释放出水,而磷酰化的纤维素则可转变为炭。此时磷阻燃剂的作用来自:①、生成不燃性的水蒸气;②、降低可燃物的量;③、炭层的保护作用。  

如果形成的炭层能抗氧化,则阻燃效率提高。但即使过渡性的炭层也具有一定的阻燃作用。而且即使炭层被氧化(一般通过阴燃发生),磷化合物的存在也能被氧化为二氧化碳,因而可降低氧化释放热量。同时磷阻燃剂可覆盖炭层,其作用机理可能是炭层表面覆盖有多磷酸(即物理保护作用)和炭上可氧化活性中心的钝化,故有利于阻止阴燃。

 

磷系阻燃剂的优势及阻燃机理

有机磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤、无卤等优点,符合阻燃剂的发展方向,具有很好的发展前景。有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、磷酸酯、有机磷盐,还有磷杂环化合物及聚合物磷(膦)酸酯等,但应用最广的是磷酸酯和膦酸酯,磷系阻燃剂的研究,发展方兴未艾,每年报道很多,主要集中在后面两种。有机次膦酸金属盐作为一种新兴的阻燃剂备受关注。

磷添加剂的作用机理,是阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解,另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
含磷添加剂主要在凝聚相中作用,阻燃机理为:
①形成磷酸配作为脱水剂,并促进成炭,炭的生成降低了从火焰到凝聚相的热传导。
②磷酸可吸热,因为它阻止了CO氧化为CO2,降低了加热过程。
③对凝聚相形成一层薄薄的玻璃状的或液态的保护层,因此降低了氧气扩散和气相与固相之间的热量和质量传递,抑制了炭氧化过程,降低了含磷阻燃剂受热分解发生如下变化:磷系阻燃剂→磷酸偏→磷酸→聚偏磷酸,聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物,具有强脱水性,在聚合物表合物与空气隔绝;脱出的水气吸收大量的热,使聚合物表面阻燃剂受热分解释放出挥发性磷化物,经质谱分析表明,存氢原子浓度大大降低,表明PO·捕获H·,即PO·+H·=HPO。
这些物质主要有红磷、聚磷酸胺、磷胺、磷酸三甲苯酯等大部分含磷化合物,可以使点燃温度升高。
 

阻燃剂CONPRIGEN(康平坚)QWE是环保耐久型磷系阻燃剂,主要用于涤纶织物的阻燃整理。性能指标达到了国际阻燃测试同类产品水平。阻燃效果好,稳定性优异,在硬水及一般浓度电解质溶液中性能稳定。本品不含卤素,符合环保要求。

 

◆不影响织物色光

◆用量低,效果好

◆不影响织物的手感、色泽和强度

◆低挥发性,无毒

◆可在溶剂型PU涂层整理中使用

 


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