第七讲__阻燃剂及阻燃整理工艺预案.pptVIP

阻燃机理：（主要在凝固相中发挥阻燃作用）： 1硼酸盐熔化，封闭燃烧物表面，形成玻璃体覆盖层起隔绝作用 2在燃烧温度下放出结晶水起冷却、吸热作用 3改变某些可燃物的热分解途径，抑制可燃气体生成 硼酸锌（2ZnO?3B2O3?3.5H2O）的合成工艺： 配方：ZnSO4 25g Na2B4O7 （硼砂） 35.5g ZnO 0.7g 絮凝剂 1.2g 去离子水 80ml 方程式：3.5ZnSO4 + 3.5Na2B4O7 + 0.5ZnO +10H2O→ 2(2ZnO?3B2O3?3.5H2O) +3.5Na2SO4 +2H3BO3 操作步骤：将溶好的ZnSO4 加入反应器中，剧烈搅拌下加入硼砂， ZnO，絮凝剂，搅拌升温至95度，冰醋酸调节PH至5~6，回流保温6~7小时，过滤，洗涤，真空干燥得硼酸锌。 注意条件 （1）液固比，液固比太高，产品组成变为ZnO?B2O3?2H2O，降到6.5反应物较粘稠不利于操作，一般采用液固比7.4 （2）原料比选择，只有ZnSO4 与硼砂比例为1：1~1 .1：1，才能生成2ZnO?3B2O3?3.5H2O，增大配比，收率增大，但增大幅度不大，故ZnSO4 略过量 （3）时间，5.5h 后才能生成2ZnO?3B2O3?3.5H2O 4.5磷系阻燃剂 磷系阻燃剂显示固相阻燃效果，是当前国内外广泛应用的六大系列阻燃剂之一，主要有磷酸酯、卤代磷酸酯、赤磷、磷酸胺、聚磷酸胺等。 凝聚相机理： 反应过程中生成强脱水的聚磷酸，使含氧有机物迅速脱水炭化，其生成的碳化物具有致密的三维空间结构，不易燃烧，另外，聚磷酸本身是一种不易挥发的稳定混合物，非常粘稠，覆盖于燃烧物表面，形成隔绝效应，阻挡氧气向燃烧物扩散。 气相机理： 物理：阻燃剂高温下分解出难燃气体，稀释了可燃气体，或者这些难燃气体比空气重，将燃烧物笼罩起隔绝作用。 化学：使聚合物热降解产生的自由基消失，终止链连锁反应。 以赤磷为例进行说明： 赤磷是唯一一种可单独使用的高效无机阻燃剂，机理； （1）赤磷→磷酸→偏磷酸→聚偏磷酸 聚偏磷酸具有强脱水作用，促进炭化，表面形成炭化膜，隔绝燃烧物与空气接触 聚偏磷酸粘稠物质 碳化机理、隔离膜机理 （2）赤磷热解 Pn→P4→P2 夺取含氧聚合物主链上氧形成PO?，磷氧基PO?进入气相后，捕获火焰中大量的H?，OH?自由基，切断链连锁反应，起到气相阻燃作用。赤磷本身易吸湿、氧化，摩擦感度高等缺点，通过表面改性的方法提高赤磷的安定性，才能作为阻燃剂使用。 聚磷酸胺的合成： 通式：（NH4）n+2PnO3n+1 结构式： ? 组成：P2O5（%）＞68 N（%）＞12 n＞20 密度：1.74 溶解度：10克样品15度溶于100克水中，1小时溶解量小于2克，分解温度＞200度 合成：磷酸二氢胺和P4O10为基本原料，过量氨气存在条件下的高温缩聚反应 条件：磷酸二氢胺和五氧化二磷按一定摩尔比加入密闭反应器中混合，研磨，升温至280-300℃，通入氨气，保持一定的氨压力，反应1.5-2小时，可制得聚合度100左右的白色粉状物，过筛得长链聚磷酸胺。 发展趋势：环保要求和个性化要求 （1）非卤化趋势（2）抑烟化和无毒化趋势（3）向添加型发展趋势 纤维及纺织品的阻燃整理工艺 阻燃方法： 按生产过程及阻燃剂的引入方法：原丝的阻燃改性和阻燃整理 表示为： 单体 阻燃单体共聚 聚合 聚合物粒子 阻燃添加剂共混 纺丝 在纤维凝固过程中渗入阻燃添加剂 阻燃单体接枝共聚 纤维 分子链间交联