高(gao)分(fen)子(zi)材料阻(zu)燃(ran)機(ji)理及分類

高分(fen)子(zi)材料性(xing)能優異(yi)，具有(you)許多(duo)其(qi)他材料不具備(bei)的特性(xing): 如(ru)質輕(qing)、加工性(xing)能好(hao)、高(gao)流動(dong)性(xing)易於成型、絕(jue)緣(yuan)性(xing)、耐磨性(xing)等(deng)。但(dan)大(da)多(duo)數(shu)高分(fen)子(zi)材料是碳(tan)氫(qing)有(you)機(ji)結(jie)構(gou)，屬於(yu)易燃(ran)、可燃(ran)材(cai)料(liao)，在燃(ran)燒(shao)時熱(re)釋放速率(lv)大(da)、熱(re)值(zhi)高(gao)、火焰傳播速度快(kuai)，不易熄滅；某些(xie)材料(liao)燃(ran)燒(shao)時還(hai)產生濃(nong)煙及有(you)毒氣體(ti)，對(dui)人類(lei)生命安全與環境(jing)保(bao)護構(gou)成潛在的威脅(xie)。
壹(yi)、高分(fen)子(zi)復合材(cai)料(liao)阻(zu)燃(ran)機(ji)理：
高分子(zi)材料的燃(ran)燒(shao)遵(zun)循燃(ran)燒(shao)三(san)要(yao)素(su)(可燃(ran)物質、助燃(ran)物質及(ji)著火源(yuan)的規律(lv)，高分(fen)子(zi)材料主(zhu)要(yao)為(wei)碳(tan)氫(qing)結(jie)構(gou)，屬於(yu)可燃(ran)物。助燃(ran)劑(ji)在通常(chang)情況(kuang)下為空氣中(zhong)的氧氣組(zu)分，也包括各類氧化(hua)劑，高(gao)分子(zi)材料通常(chang)在空氣中(zhong)使(shi)用，與空氣中(zhong)的氧氣接(jie)觸充分，並(bing)且(qie)高(gao)分(fen)子(zi)材料有時會(hui)添加(jia)各類氧化(hua)劑，這(zhe)些氧化(hua)劑在燃(ran)燒(shao)過程中(zhong)會(hui)起到(dao)助燃(ran)劑(ji)的作(zuo)用。著火源(yuan)為明(ming)火與各類高(gao)溫(wen)場(chang)所(suo)，高(gao)分(fen)子(zi)材料的起火點(dian)普遍較(jiao)低(di)，某些(xie)使(shi)用場(chang)合易接(jie)觸高溫環境(jing)，也使(shi)得(de)高分(fen)子(zi)材料 易於起火引(yin)發火情(qing)。高分子(zi)材料的燃(ran)燒(shao)可分為熱(re)氧降(jiang)解(jie)和(he)燃(ran)燒(shao)兩(liang)個(ge)過程，涉及(ji)傳(chuan)熱(re)、高(gao)分(fen)子(zi)材料在凝聚(ju)相(xiang)的熱氧降(jiang)解(jie)、分(fen)解(jie)產(chan)物在固相(xiang)及(ji)氣相(xiang)中(zhong)的擴(kuo)散(san)、與空氣混(hun)合形(xing)成氧化(hua)反(fan)應(ying)場(chang)及(ji)氣相(xiang)中(zhong)的鏈(lian)式(shi)燃(ran)燒(shao)反(fan)應(ying)等(deng)壹(yi)系列(lie)環(huan)節(jie)。因此，當高(gao)分(fen)子(zi)材料受(shou)熱(re)能夠(gou)使(shi)其(qi)分解(jie)，且(qie)分(fen)解(jie)產(chan)生(sheng)的可燃(ran)物達到(dao)壹(yi)定濃(nong)度，同(tong)時體(ti)系被加(jia)熱(re)到(dao)點(dian)燃(ran)溫(wen)度後，燃(ran)燒(shao)才(cai)能發(fa)生(sheng)。而己(ji)被點(dian)燃(ran)的高分(fen)子(zi)材料在點燃(ran)源(yuan)穩(wen)定後(hou)能否繼(ji)續燃(ran)燒(shao)則取決(jue)於燃(ran)燒(shao)過程的熱量(liang)平(ping)衡。當燃(ran)燒(shao)產(chan)生的熱量(liang)大(da)於(yu)或(huo)等(deng)於燃(ran)燒(shao)過程各階段(duan)所(suo)需(xu)的總熱(re)量時，燃(ran)燒(shao)才(cai)能繼(ji)續，否則將(jiang)終止或(huo)熄(xi)滅。物質的燃(ran)燒(shao)要(yao)同(tong)時滿足燃(ran)燒(shao)三(san)要(yao)素(su)的條(tiao)件，那麽阻(zu)燃(ran)就是從相反(fan)的方(fang)向來(lai)控制(zhi)三要(yao)素(su)，只(zhi)要(yao)破(po)壞(huai)了其(qi)中(zhong)壹(yi)個(ge)要(yao)素(su)條(tiao)件，燃(ran)燒(shao)即可終止。為(wei)了達(da)到很(hen)好(hao)的阻(zu)燃(ran)效(xiao)果(guo)，通常(chang)會(hui)采(cai)用多(duo)種阻(zu)燃(ran)技(ji)術(shu)，同(tong)時控(kong)制燃(ran)燒(shao)的三要(yao)素(su)，即降(jiang)低(di)材(cai)料的可燃(ran)性(xing)、減(jian)少助燃(ran)劑(ji) 的濃(nong)度及降(jiang)低(di)燃(ran)燒(shao)反(fan)應(ying)的溫度來達(da)到阻(zu)止(zhi)材(cai)料(liao)燃(ran)燒(shao)的目的。
材料(liao)的阻(zu)燃(ran)機(ji)理與燃(ran)燒(shao)機(ji)理同(tong)樣(yang)復雜(za)，往往涉及(ji)眾(zhong)多的影(ying)響(xiang)與制約(yue)因素(su)，阻(zu)燃(ran)機(ji)理的分類(lei)也較(jiao)多(duo)，主(zhu)要(yao)有(you)以(yi)下(xia)兩種(zhong)機(ji)理。
1.氣相(xiang)阻(zu)燃(ran)機(ji)理
在燃(ran)燒(shao)反(fan)應(ying)進(jin)行時，添(tian)加在材料(liao)中(zhong)的阻(zu)燃(ran)劑(ji)受(shou)熱(re)分解(jie)，產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的水(shui)蒸氣，氨(an)氣，二(er)氧化(hua)碳等(deng)惰(duo)性(xing)氣體(ti)，可稀釋空(kong)氣中(zhong)的氧氣及(ji)材(cai)料燃(ran)燒(shao)產(chan)生的可燃(ran)性(xing)氣體(ti)。同(tong)時阻(zu)燃(ran)劑(ji)的受(shou)熱(re)分解(jie)反(fan)應(ying)需(xu)要(yao)吸收(shou)大(da)量(liang)的熱量(liang)，這也降(jiang)低(di)了可燃(ran)性(xing)氣體(ti)的溫度，這些(xie)因素(su)協(xie)同(tong)作(zuo)用，使(shi)燃(ran)燒(shao)終止，達(da)到(dao)了阻(zu)燃(ran)的目的。添加(jia)的無機(ji)類阻(zu)燃(ran)劑(ji)如(ru)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)、氫(qing) 氧化(hua)鋁、水(shui)鎂(mei)石及(ji)壹(yi)些碳(tan)酸(suan)鹽(yan)等屬於(yu)氣相(xiang)阻(zu)燃(ran)機(ji)理，這類阻(zu)燃(ran)劑(ji)在燃(ran)燒(shao)反(fan)應(ying)進(jin)行時，受(shou)熱(re)分解(jie)，吸收(shou)了大(da)量(liang)的熱量(liang)，同(tong)時生(sheng)成了水(shui)蒸氣，二(er)氧化(hua)碳等(deng)惰(duo)性(xing)氣體(ti)，起到(dao)了隔(ge)氧，稀(xi)釋的作(zuo)用，阻(zu)燃(ran)效(xiao)果(guo)明(ming)顯。另壹(yi)類氣相(xiang)阻(zu)燃(ran)機(ji)理 就是自由基(ji)抑制機(ji)理，鹵－銻阻(zu)燃(ran)體(ti)系就是典(dian)型的自由基(ji)抑制阻(zu)燃(ran)。燃(ran)燒(shao)反(fan)應(ying)生(sheng)成大(da)量(liang)的活性(xing)自(zi)由基(ji)，自由基(ji)引(yin)發鏈(lian)式(shi)反(fan)應(ying)，使(shi)得(de)燃(ran)燒(shao)快(kuai)速進(jin)行。添(tian)加(jia)阻(zu)燃(ran)材(cai)料(liao)，如鹵系阻(zu)燃(ran)劑(ji)/三(san)氧化(hua)二銻(ti)等自(zi)由基(ji)終止劑(ji)，則可以(yi)吸收(shou)燃(ran)燒(shao)反(fan) 應(ying)生(sheng)成的自由基(ji)，從而(er)中(zhong)斷(duan)燃(ran)燒(shao)鏈(lian)式(shi)反(fan)應(ying)，起到(dao)阻(zu)燃(ran)的作(zuo)用。
2.凝(ning)聚(ju)相(xiang)阻(zu)燃(ran)機(ji)理
凝聚(ju)相(xiang)阻(zu)燃(ran)主(zhu)要(yao)是(shi)指(zhi)在燃(ran)燒(shao)反(fan)應(ying)進(jin)行時，在凝聚(ju)相(xiang)的外(wai)層(ceng)形(xing)成膨(peng)脹碳層(ceng)，這(zhe)種(zhong)多(duo)孔(kong)膨脹碳層(ceng)起到(dao)隔(ge)熱，防火阻(zu)燃(ran)的作(zuo)用。各類磷－氮(dan)協(xie)效(xiao)阻(zu)燃(ran)體(ti)系，新型的納米層(ceng)狀阻(zu)燃(ran)材(cai)料(liao)就屬於(yu)這(zhe)類阻(zu)燃(ran)機(ji)理。這類阻(zu)燃(ran)體(ti)系需要(yao)有(you)的成碳(tan)組(zu)分，稱(cheng)為碳源，成碳(tan)效(xiao)果(guo)直接(jie)影(ying)響(xiang)阻(zu)燃(ran)效(xiao)果(guo)的優劣(lie)。
二、高分子(zi)阻(zu)燃(ran)材(cai)料(liao)分類：
1.有鹵阻(zu)燃(ran)高(gao)分(fen)子(zi)材料
分子(zi)結構(gou)含鹵(lu)素或外(wai)加鹵(lu)素型阻(zu)燃(ran)高(gao)分(fen)子(zi)材料在各類電(dian)器塑(su)料，汽(qi)車塑(su)料領(ling)域(yu)取(qu)得(de)了廣(guang)泛(fan)的應(ying)用。這(zhe)類材料(liao)配方(fang)中(zhong)主(zhu)要(yao)添(tian)加(jia)了溴(xiu)系阻(zu)燃(ran)劑(ji)及(ji)三氧化(hua)二銻(ti)協(xie)同(tong)劑(ji)，應(ying)用壹(yi)些新(xin)型含溴(xiu)阻(zu)燃(ran)劑(ji)以(yi)規(gui)避各類政策(ce)法規、降(jiang)低(di)阻(zu)燃(ran)劑(ji)的用量(liang)等成為(wei)該類材料開發(fa)的主(zhu)流(liu)方(fang)向。
2.無(wu)鹵阻(zu)燃(ran)高(gao)分(fen)子(zi)材料
與含鹵(lu)阻(zu)燃(ran)高(gao)分(fen)子(zi)材料的情況(kuang)相反(fan)，各類無(wu)鹵(lu)阻(zu)燃(ran)、低(di)煙無鹵(lu)阻(zu)燃(ran)高(gao)分(fen)子(zi)材料發展(zhan)前(qian)景(jing)看(kan)好(hao)。但(dan)是(shi)無(wu)鹵阻(zu)燃(ran)高(gao)分(fen)子(zi)材料有自(zi)身(shen)的弱點(dian)，如阻(zu)燃(ran)性(xing)能不(bu)如(ru)含鹵(lu)阻(zu)燃(ran)材(cai)料(liao)，氧指(zhi)數(shu)普遍達(da)不到30，而(er)含(han)鹵(lu)阻(zu)燃(ran)高(gao)分(fen)子(zi)材料的氧指(zhi)數(shu)普遍超(chao)過30，有些(xie)阻(zu)燃(ran)要(yao)求(qiu)高(gao)的場(chang)合，氧指(zhi)數(shu)的要(yao)求(qiu)甚(shen)至(zhi)達(da)到40，這類(lei)高阻(zu)燃(ran)的場(chang)合目(mu)前(qian)無(wu)鹵(lu)阻(zu)燃(ran)材(cai)料(liao)應(ying)用困(kun)難。
無鹵(lu)阻(zu)燃(ran)高(gao)分(fen)子(zi)材料目前(qian)以(yi)氫(qing)氧化(hua)鋁、氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)填(tian)充的為主(zhu)，少(shao)部(bu)分應(ying)用磷氮(dan)類膨(peng)脹阻(zu)燃(ran)體(ti)系。氫(qing)氧化(hua)鋁、氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)填(tian)充無鹵阻(zu)燃(ran)材(cai)料(liao)目前(qian)市(shi)場(chang)應(ying)用於(yu)電纜(lan)材(cai)料，磷氮(dan)膨脹阻(zu)燃(ran)類(lei)主(zhu)要(yao)應(ying)用在工程塑(su)料行(xing)業(ye)。
阻(zu)燃(ran)高(gao)分(fen)子(zi)材料應(ying)用廣(guang)泛(fan)，尤其(qi)是無鹵阻(zu)燃(ran)材(cai)料(liao)受(shou)政策(ce)的導向，市(shi)場(chang)看(kan)好(hao)。對(dui)無鹵(lu)阻(zu)燃(ran)機(ji)理更深入的研(yan)究(jiu)，各類阻(zu)燃(ran)劑(ji)的合成開(kai)發及材料配方(fang)的復配是該(gai)類(lei)材料(liao)的發展(zhan)方(fang)向。
標(biao)準集團（香港）有限(xian)公(gong)司(si)可專業提(ti)供高分子(zi)材料阻(zu)燃(ran)性(xing)測(ce)試(shi)儀，廠(chang)家(jia)生(sheng)產，性(xing)價(jia)比高，售(shou)後(hou)有(you)保(bao)障(zhang)。