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      防火阻燃增強劑,無機硅阻燃劑

      無機硅系添加劑(如二氧化硅)通常用作填料,但在一定條件下,無機硅化合物無論作為聚合物的添加劑,還是與聚合物組成共混體,均具有較好的阻燃作用,但一般要與其他添加劑配合使用。由于無機硅化合物資源豐富,取材方便,其阻燃的高聚物大多無毒少煙、燃燒值低、火焰傳播速度慢,對此人們進行大量研究,已研制出的阻燃系統有:二氧化硅、玻璃纖維、微孔玻璃和低熔點玻璃、二氧化硅/氯化錫、硅凝膠/碳酸鉀、硅酸鹽(如 3MgO - 4SiO2 - H2O、滑石、硅酸鋁) /聚磷酸銨(APP)、水合硅化合物/APP、硅氧烷/硼等,后兩種主要用作阻燃助劑。有些無機硅系阻燃劑所阻燃材料燃燒時,生成的二氧化硅在體系表面形成無定型硅保護層。NIST的研究人員發現:二氧化硅凝膠/碳酸鉀阻燃體系阻燃多羥基化合物(如聚乙烯醇、纖維素等)燃燒時,如果生成多配位有機硅化合物,則引起聚合物交聯,而形成的含硅化合物在燃燒時有可能生成含有 Si—O—C鍵和—Si—C鍵的保護炭層。在不含氧聚合物(如聚丙烯( PP) 、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、尼龍66 等)中加入二氧化硅凝膠/碳酸鉀阻燃體系,燃燒時生成碳酸鉀玻璃保護層;當體系中加入硅化合物和硼酸鋅,燃燒時則產生硅酸硼玻璃態物質。

      聚合物燃燒過程中,低溫熱分解生成的炭(稱作“過渡性炭”)在溫度升高后,發生熱氧化反應直至耗盡,釋放的部分熱量反饋到聚合物,促使聚合物繼續燃燒,不利于聚合物的阻燃;如果能保護“過渡性炭”不發生熱氧化反應,就能起到阻止高聚物燃燒的作用。因為低熔點玻璃和陶瓷熔點低或者結塊溫度低,燃燒時在達到“過渡性炭”發生熱氧化反應溫度之前形成保護層,阻止其發生熱氧化反應。所以低熔點玻璃和陶瓷也用作阻燃劑。

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