高聚物阻燃剂阻燃原理
本文介绍高聚物阻燃剂阻燃原理。要研究高聚物阻燃剂阻燃原理,必须首先了解高聚物燃烧机理。
(一)燃烧机理
有机高聚物的燃烧,实质是热分解的过程伴随着发光、发热和氧的化学反应。可燃性物质、氧气和能量是其三要素。燃烧的总反应可简单表示为:
有机高聚物+O2→CO+CO2+H2O+光+热
一些基元反应如下:
1.在O2作用下,大分子链中较弱的键首先发生断裂,产生自由基:
~CH+O2→C·+HOO·
2.在高聚物内部无氧区,大分子链吸收外界热量,发生断裂,产生自由基和双自由基:
△
~C—C~→2~C·
△
~C—C·→~C·+·C—C·
3.在自由基作用下,继而发生一系列连锁反应:
~C·+O2→~COO·——①
~CH+HOO·→~C·+H2O2——②
H2O2→2HO·——③
RCH3+HO·→RCH2·+H2O——④
RCH2·+O2→RCHO+HO·——⑤
HO·+H2→H·H2O——⑥
H·+O2→HO·+·O·——⑦
·O·+H2→HO·+H·——⑧
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以上自由基反应延续下去,导致大分子解聚①—⑧式反应产生的HO·和·O·等自由基活性很高,是发展燃烧的关键。
退税:目前磷酸三乙酯阻燃剂TEP退税为9%
原材料:以三氯氧磷和乙醇为主,两步酯化法合成。
属于几类危险品:目前磷酸三乙酯TEP属于普货出口,不是危险品。
包装方式:净重200KG/镀锌铁桶(一个小柜打托装16吨)、1000KG/IB桶(一个小柜装18吨)或23吨ISOTANK。
磷酸三乙酯|阻燃剂TEP产品用途
磷酸三乙酯为高沸点溶剂,橡胶和塑料的增塑剂,也是催化剂.也用作制取农药杀虫剂的原料.以用作乙基化试剂,用于乙烯酮生产。
(1)催化剂:二甲苯异构体催化剂;烯烃的聚合催化剂;制造四乙基铅的催化剂;制造碳化二亚胺的催化剂;三烷基硼和烯烃的置换反应催化剂;用乙酸高温脱水制造乙烯酮的催化剂;苯乙烯同共轭二烯类化合物聚合用的催化剂;如果在对苯二甲酸、乙二醇聚合时使用则有防止纤维变色的作用。
(2)溶剂:硝酸纤维素及乙酸纤维素的溶剂;用保持有机过氧化物催化剂寿命的溶剂;氟化乙烯分散用的溶剂;作聚酯树脂、环氧树脂的固化催化剂的过氧化物剂及稀释剂。
(3)稳定剂:氯系杀虫剂和稳定剂;酚醛树脂的稳定剂;糖醇树脂的固体剂。
(4)合成树脂方面:二甲酚甲醛树脂的固化剂;壳型塑模所使用的酚醛树脂的软化剂;氯乙烯的柔软剂;乙酸乙烯聚合物的增塑剂;聚酯树脂的阻燃剂。
(5)磷酸三乙酯(阻燃剂TEP)为高沸点溶剂,橡胶和塑料的增塑剂,也用作制取农药杀虫剂的原料,用作乙基化试剂和乙烯酮生产。在日本,该品的70%用于催化剂。
(二)高聚物阻燃剂阻燃原理
根据上面的燃烧机理,可以知道通过吸收热能、降低燃烧体的温度,除去能量;隔断空气;供给CO2等惰性气体,使气体的组成改变,离开燃烧极限;捕获活性自由基等办法,使热分解反应终止。
1.气相阻燃机理
气相阻燃就是阻燃剂通过转化为气相物质,发挥其阻燃作用。
(1)捕获自由基
阻燃剂受热后,分解产生气相物质,这些物质能捕获高聚热分解产生的自由基,使热分解反应得到有效控制,从而达到阻燃、灭火的目的。
以卤系阻燃剂为例,卤化物受热产生的卤化氢能捕获到活性的HO·、·O·自由基。通过自由基交换,产生活性较小的自由基:
RX+H·→HX+R·
HX+HO·→H2O+X·
HX+·O·→HO·+X·
(2)“稀释”效应
阻燃剂在高温分解出一种难燃气体(如HX、H2O等),将燃烧体笼罩,“稀释”了周围可燃性气体的浓度,同时吸收大量燃烧热,降低了温度,使燃烧得到控制。
如无机阻燃剂Al(OH)3的阻燃机理:
△
Al(OH)3→Al2O3+3H2O-71.6(Kcal)
卤系阻燃剂也能分解出比重较大的不燃气体,产生覆盖作用,而隔绝或稀释了空气(同CO2、N2等灭火相类似),不同卤素灭火效力与它们本身的原子量成正比,即:F:Cl:Br:I=1·0:1.9:4.2:6.7按照等重量溴、氯相比,有机溴化物的阻燃效力约为氯化物的两倍。这些事实正是卤系阻燃剂灭火理论的有力证据。
2.凝相阻燃机理
凝相阻燃就是阻燃剂以凝聚相形态,发挥其阻燃作用。可分成膜阻燃和壁面阻燃效应两种。
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