近年來(lái),隨著人們對(duì)布風(fēng)管阻燃性能的重視,人們希望提高阻燃性能,更加關(guān)注環(huán)境保護(hù)和生態(tài)安全,傳統(tǒng)的鹵基阻燃材料由于有毒的鹵化氫氣體和煙霧,尤其是致癌的二惡英,對(duì)人體造成二次傷害,受到越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)境和阻燃法規(guī)的壓力。永久性阻燃織物中的有機(jī)磷化學(xué)阻燃劑,即在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的偏磷酸,可以形成一種穩(wěn)定的聚合物,覆蓋在可燃物的表面,以隔絕外部氧氣進(jìn)入和內(nèi)部可燃?xì)怏w溢出,從而起到阻燃的作用。其阻燃效率是溴的4 ~ 7倍。同時(shí),大部分有機(jī)磷化學(xué)阻燃劑具有低毒、低煙、低鹵、無(wú)鹵等優(yōu)點(diǎn)。
有機(jī)磷系列的阻燃機(jī)理如下:
1、成碳機(jī)理
磷系阻燃劑通過(guò)熱分解產(chǎn)生具有吸水或脫水作用的強(qiáng)酸(如聚磷酸鹽和焦磷酸鹽等) ,其主要作用是促進(jìn)多羥基化合物的脫水和碳化,形成一定厚度的不可燃碳層,將可燃物質(zhì)從氧化劑和熱源中分離出來(lái),防止物質(zhì)和熱量的轉(zhuǎn)移阻止燃燒。某些磷系阻燃劑與含碳量較高的多羥基化合物復(fù)配,以促進(jìn)炭化過(guò)程。這個(gè)理論的原理是: (C6H10O5) nC5nH2O
2.防止連鎖反應(yīng)的機(jī)制(熱機(jī)制)
以阻燃劑熱分解產(chǎn)生的氣體作為催化劑,與可燃材料熱解產(chǎn)生的可燃性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變?yōu)椴蝗蓟螂y燃性氣體,從而中斷可燃性氣體的連鎖反應(yīng)。高分子材料的燃燒過(guò)程是一個(gè)先吸熱后放熱的過(guò)程,阻燃劑在其中起的作用分為隔熱、吸熱與熱傳導(dǎo)三個(gè)方面:高分子材料未燃燒前,阻止熱源向其表面?zhèn)鳠?。首先是熔融態(tài)的阻燃劑流淌并覆蓋于材料表面,其次是在材料表面發(fā)泡炭化形成外部具有一定強(qiáng)度,內(nèi)部空隙率極高,同時(shí)具有相當(dāng)厚度的泡沫層,以達(dá)到阻止熱量交換和氧氣物質(zhì)交換的目的;當(dāng)阻燃劑分解后,以反應(yīng)熱量、熔融相變或放出結(jié)晶水等形式來(lái)吸收熱量,以阻止材料達(dá)到熱分解或著火點(diǎn)溫度;釋放出氣體,使熱量迅速擴(kuò)散,降低材料的溫度及熱量積累。
3、氣體稀釋機(jī)理
阻燃劑在高溫下,分解產(chǎn)生出難燃或不燃性氣體(如NH,、H 0和CO ),稀釋了材料周?chē)旌蠚怏w中可燃性氣體的濃度,也降低了混合氣體中氧氣的含量,在可燃物周?chē)纬蓺怏w保護(hù)層,同時(shí)帶走大量熱量,從而達(dá)到阻燃的目的。
4、覆蓋機(jī)理
阻燃劑在受熱熔融時(shí)形成的高粘稠性液體或炭化發(fā)泡時(shí)形成的泡沫經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行覆蓋在可燃物質(zhì)材料以及表面,阻止了外部提供熱源對(duì)材料的熱量可以傳遞和氧氣的傳遞,同時(shí)也隔斷了可燃金屬材料熱分解過(guò)程中產(chǎn)生的可燃性氣體的逸出,從而能夠達(dá)到提高阻燃的目的。
5、自由基捕捉理論
當(dāng)可燃物料達(dá)到熱解溫度或自燃時(shí),阻燃劑會(huì)釋出自由基抑制劑,捕捉物料在燃燒反應(yīng)中釋出的自由基,并與之反應(yīng),形成不可燃物料,破壞燃燒反應(yīng)的鏈條生長(zhǎng),達(dá)到阻燃的目的。
6、氫結(jié)合理論
阻燃劑熱分解產(chǎn)生的磷酸酯中的-OH、-NH等基團(tuán)與高分子材料中的H結(jié)合形成不燃物,抑制了材料的熱分解,從而達(dá)到阻燃的目的。