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第13章 阻燃剂; 火象征着温暖，象征着吉祥，象征着喜庆，火为人类带来了光明，推动了社会的进步。但是，火一旦失去控制，它可以毁坏物质财富，破坏生态环境，使人造成伤残，甚至夺去生命，给人类造成巨大的灾难。;在社会生活中，火灾是威胁公共安全，危害人们生命财产的灾难之一。俗话说：“水火无情”；“贼偷一半，火烧全光”。当今，火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题。它给人类社会造成过不少生命、财产的严重损失。随着社会生产力的发展，社会财富日益增加，火灾损失上升及火灾危害范围扩大的总趋势是客观规律。;近几年来，我国每年发生火灾约4万起，死2000多人，伤3000—4000人，每年火灾造成的直接财产损失10多亿元，尤其是造成几十人、几百人死亡的特大恶性火灾时有发生，给国家和人民群众的生命财产造成了巨大的损失。严重的现实证实，火灾是当今世界上多发性灾难中发生频率较高的一种灾难，也是时空跨度最大的一种灾难。;央视新大楼发生火灾;4·14 湖北襄阳酒店火灾 14死47伤;剧毒的浓烟;;;4·14 湖北襄阳酒店火灾 14死47伤; ; ; ;1913年染料化学家W. H. Perkin不仅验证了前人的工作，还提出了较耐久的织物阻燃处理技术，即将绒布先用锡酸钠浸渍，再用硫酸铵溶液处理，然后水洗、干燥，使处理过程中生成的氧化锡阻燃剂进入纤维中。; ; ;美国是阻燃剂消费大国，占世界市场的60%，其中80%用于塑料工业。1990年美国消耗阻燃剂超过45.36万t，居塑料助剂(增强剂、填充剂除外)的第二位。阻燃剂中多以无机类为主；水合铝占32.7%，磷酸盐占19.5%，锑化物占5%，卤化物占l4.9%。 西欧阻燃剂消耗也很大，1989年消耗17.9万t，1991年达22.6万t，1993年约达25.9万t，预计1991~1996年的销售额增长率达到25%以上。其阻燃剂产品中，水合氧化铝用量最大，1993年约达11.3万t，占阻燃剂总量的50%。; ; ; ;一个比较理想的阻燃剂应该具备下列基本条件。 (1)阻燃剂不损害高分子材料的物理机械性能 经阻燃加工后，不降低热变形温度、机械强度和电气特性。用于合成纤维时还必须有防止熔滴的作用，对整理织物的外观影响极小。 (2)具有耐候性及持久性 进行阻燃加工的塑料制品都是准备长期使用的物品，所以阻燃效果不能在制品使用中消失。对于合成纤维中阻燃剂产生的防燃效果应能耐洗涤及干洗。; ; ;不同共价键的键能;分解阶段 当温度上升达到一定程度时，除弱键断裂外， 主键也断裂，即发生裂解，产生下列低分子物： ①可燃性气体，H2、CH4、C2H6、CH2O、CH3COCH3、CO等； ②不燃性气体，CO2、HCl、HBr等； ③液态产物，聚合物部分解聚为液态产物； ④固态产物，聚合物可部分焦化为焦炭，也可不完全燃烧产生烟尘粒子（可形成烟雾，危害很大）等。聚合物不同，其分解产物的组成也不同，但大多数为可燃烃类，而且所产生的气体较多是有毒或带有腐蚀性的。; ; ; ; ; ; ; 阻燃剂的作用机理 一、阻燃剂的阻燃效应 阻燃剂的阻燃作用就是在聚合物材料的燃烧过程中能阻止或抑制其物理或化学变化的速度，具体说来，这些作用体现在以下几个方面。 （1）吸热效应 其作用是使高聚物材料的温度上升发生困难，例如，硼砂具有10个分子的结品水，由于释放出结晶水要夺取41.8KJ/mol热量，因其吸热而使材料的温度上升受到丁抑制，从而产生阻燃效果。氢氧化铝的阻燃作用也是因其受热脱水产生吸热效应的缘故。另外，一些热塑性聚合物裂解时常产生的熔滴，因能离开燃烧区移走反应热，也能发挥一定的阻燃效果。;（2）覆盖效应 其作用是在较高温度下生成稳定的覆盖层，或分解生成泡沫状物质，覆盖于高聚物材料的表面，使燃烧产生的热量难以传入材料内部，使高聚物材料因热分解而生成的可燃性气体难于逸出，并对材料起隔绝空气的作用，从而抑制材料裂解，达到阻燃的效果。如磷酸酯类化合物和防火发泡涂料等可按此机理发挥作用。 （3）稀释效应 此类物质在受热分解时能够产生大量的不燃气体，使高聚物材料所产生的可燃性气体和空气中氧气被稀释而达不到可燃的浓度范围，从而阻止高聚物材料的发火燃烧。能够作为稀释气体的有CO2、NH3、HCl和H2O等。磷酸铵、氯化铵、碳酸铵等加热时就能产生这种不燃性气体。;（4）转移效应 其作用是改变高聚物材料热分解的模式，从而抑制可燃性气体的产生。例如，利用酸或碱使纤维素产生脱水反应而分解成为炭和水，因为不产生可燃性气体，也就不能着火燃烧。氯化铵、磷酸酯、磷酸铵等能分解产生这类物质，催化材料稠环炭化，达到阻燃目的。 （5）抑制效应（捕捉自由基） 高聚物