磷系阻燃剂的研究进展剖析.ppt

磷系阻燃剂的研究进展 姓名：XXXX 专业：XXXXX 能够增加材料耐燃性的物质称为阻燃剂。 阻燃剂是提高可燃性材料难燃性的一类助剂。 它们大多数是元素周期表中第Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ族元素的化合物。如氮、磷、锑、铋、氯、溴、硼、铝化合物，其中最常用和最重要的是磷、溴、氯、锑、铝。阻燃剂应具备的条件： ①不损害材料的物理机械性能；②具有耐候性及持久性；③无毒或低毒；④价格低廉。 阻燃剂 我国的阻燃剂以卤系阻燃剂为主,占整个阻燃剂的80%以上。但是在1986年瑞士的研究机构发现了卤系阻燃剂的二噁英(Dioxins)问题，即多溴二苯醚及其阻燃的高聚物在510℃～630℃下热分解产生有毒的多溴二苯并二噁烷(PBDD)和多溴二苯并呋喃(PBDF)，这就给卤系阻燃剂的发展带来严峻的挑战，并促使研究人员去开发低卤无卤新产品以减少对环境的影响。磷系阻燃剂的用量因此获得高速增长，1993年日本磷系阻燃剂消耗量为0.931万t，而1995年则达1.97万t，增长了1倍多[5]。美国1993年消耗量为0.7716万t，而1998年则达5.7658万t，增长了近6.5倍。 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。 阻燃剂的分类： 卤系阻燃剂 磷系阻燃剂 氮系阻燃剂 磷－卤系和磷－氮系阻燃剂 1.按所含阻燃元素 2.按组分的不同 无机盐类阻燃剂 有机阻燃剂 有机、无机混合阻燃剂 3.按使用方法 添加型阻燃剂 反应型阻燃剂 阻燃剂的阻燃机理 材料燃烧的三要素：可燃物、氧、热。（加热阶段、降解阶段、分解阶段、点燃阶段、燃烧阶段） 阻燃机理有多种，以下分叙五种： 1、保护膜机理：?玻璃状薄膜 ?隔热焦碳层 2、不燃性气体机理：阻燃剂能在中等温度下立即分解出不燃性气体，稀释可燃性气体和冲淡燃烧区氧的浓度，阻止燃烧的发生。 RX △ R· + X· X· + AH HX + A· 3、冷却机理：能使聚合物材料的固体表面在较低温度下熔化，吸收潜热或发生吸热反应，大量消耗热量，从而阻止燃烧继续进行。 2Al(OH)3 250℃以上 Al2O3 + 3H2O – 300kJ/mol 4、终止连锁反应机理：阻燃剂的分解产物易于活性游离基作用，降低某些游离基的浓度，使作为燃烧支柱的连锁反应不能顺利进行。 HO? + HX X? + H2O X? + RH R? + HX 5、协同作用体系：阻燃剂的复配是利用阻燃剂之间的相互作用，从而提高阻燃效能，称为协同作用体系。 阻燃剂的用量及使用要求 用量：阻燃剂的用量是一个非常复杂的问题，他与阻燃剂、聚合物、使用方法、阻燃性能等几个方面有关。单独使用时，磷的阻燃效果最好，溴比碘好，排在第二。 使用要求：加工成型对阻燃剂的要求、聚合物制品对阻燃剂的要求、阻燃剂本身的要求等 阻燃剂的应用 如：聚氨酯材料（聚氨酯硬泡、软质聚氨酯材料）等 磷系阻燃剂 1 磷系协同型阻燃剂：磷—卤系和磷—氮系 2 膨胀型阻燃剂 3 多功能阻燃剂 4 红磷 1 磷—卤系阻燃剂 　　　磷—卤型阻燃剂是一类含卤较低的阻燃剂，其协同阻燃作用已被许多实验所证实。燃烧时能产生聚偏磷酸、三卤化磷、三卤氧磷等，它们相互作用，覆盖于聚合物表面以隔绝空气，从而发挥了凝聚相和蒸气相阻燃作用。 2 磷—氮系阻燃剂 　　　由于磷—氮之间的协同与增效作用，使得这类阻燃剂显示出了良好的阻燃性能，且发烟量小，有毒气体生成量少，被认为是今后阻燃剂发展的方向之一。其主要包括如下三类： 　　　①磷酸盐(酯)类如聚磷酸铵(APP)、季戊四醇三聚氰胺磷酸酯(也是优良的大分子膨胀型阻燃剂)等。 　　　②聚磷酰胺类。 　　　③磷腈聚合物。 采用微胶囊化技术对APP进行包覆处理可提高其热稳定性和耐水性。 3 膨胀型阻燃剂 　　　膨胀型阻燃剂也是以磷、氮为主要成分的阻燃剂。含有这类阻燃剂的聚合物受热可分解出不燃性气体，如氨气、水蒸气等，使体系发泡膨胀，生成海绵状的炭质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟、防止产生熔滴作用。它必须要由以下三种主要成分构成： 　　　①炭源(成炭剂)：多为富含碳的多元醇类化合物，例如淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、二季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂等。该成分的效果主要取决于它的含炭量和羟基数目。 　　　②酸源(脱水剂)：多为无机酸或能在燃烧加热时原位生成酸的盐