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膨胀型阻燃剂

  什么是膨胀型阻燃剂?
  膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂,它不含卤素,也不采用氧化锑作为协效剂,该类阻燃剂在受热时发泡膨胀,故称为膨胀型阻燃剂,它是一类高效低毒的环保型阻燃剂。20世纪90年代后,膨胀型阻燃剂的研究逐渐开始活跃,它被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一,其在纺织品的阻燃整理中也极具潜力。
  膨胀型阻燃剂基本要求:
  膨胀型阻燃剂有三个基本要素。即酸源、炭源和气源。酸源又称脱水剂或炭化促进剂,一般是无机酸或燃烧中能原位生成酸的化合物,如磷酸、硼酸、硫酸和磷酸酯等;炭源也叫成炭剂,它是形成泡沫炭化层的基础,主要是一些含碳量高的多羟基化合物,如淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂等;气源也叫发泡源,是含氮化合物,如尿素、三聚氰胺、聚酰胺等。三组分中,酸源最为主要,比例最大,且阻燃元素含于酸源中,所以酸源是真正意义上的阻燃剂,碳源和发泡剂则是协效剂。
  膨胀型阻燃剂阻燃机理:
  膨胀型阻燃剂IFR的阻燃作用主要是依靠在材料表面形成多孔泡沫焦炭层,它是一个多相系统,含有固体和液体和气态产物。炭层阻燃性质主要体现在:使热难于穿透凝聚相,阻止氧气进入燃烧区域,阻止降解生成的气态或液态产物溢出材料表面。焦碳层形成过程为:在150℃左右,酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸;在稍高的温度下,酸与碳源进行酯化反应,而体系中的胺基则作为酯化反应的催化剂,加速反应;体系在酯化反应前和酯化过程中熔融,反应过程中产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡,与此同时,多元醇和酯脱水碳化,形成无机物及碳残余物,体系进一步发泡;反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫炭层。
  膨胀型阻燃剂应用及发展方向
  膨胀型阻燃剂应用于纤维和织物主要通过两种方式,一是将阻燃剂配制成整理液,通过涂布等方式整理到织物表面,天然纤维大多采用此方法;二是将膨胀型阻燃剂作为一种共聚单体加入到聚合物中,大多用于合成纤维的阻燃。
  合成一种具酸源、炭源和气源三位一体的膨胀型阻燃剂是当今阻燃研究的一个热点。此外,提高膨胀型阻燃剂的热稳定性,满足聚合物高温加工的需要,也是膨胀型阻燃剂今后的发展方向。
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