自熄性

自熄是指材料離開火源後會自行熄滅，可以自熄的材料性質叫做“自熄性”。

基本介紹

• 中文名：自熄性
• 外文名：Self extinguishing property
• 領域：材料
• 套用：防火防護

簡介

具有自熄性的材料在空氣中點燃後能自動熄滅。PVC工程塑膠就是常見的具有自熄性的材料。材料技術的其中一個發展方向便是提高複合材料的防火安全水平，因而提高材料的自熄性在當前材料開發研究過程中比較重要。

自熄性材料的研究

自熄性矽橡膠泡沫

與聚氨酯泡沫（一種具有蜂窩結構的彈性體）相比，發泡矽橡膠有很多優勢。與許多常規的聚合物泡沫材料相比，有機矽聚合物具有卓越的熱性能、良好的化學性能、穩定的電性能，以及優異的耐臭氧和耐紫外線照射性能，因而可以在相當寬的溫度範圍內使用。矽氧烷泡沫主要套用於隔熱、隔聲和電絕緣材料，航空航天工業機械減震器以及飛機和運輸業。矽氧烷泡沫具有生物相容性，在醫學領域作為優異的輔料直接套用於開放的深粗糙傷口。

大多數聚合物因為其表面與氣體接觸面較大，因此容易燃燒，這點極大地限制了泡沫材料的套用。聚合物的蜂窩結構更容易點燃和燃燒。為了提高SF的自熄性，必須添加阻燃劑。大多數阻燃劑結構中均包含以下元素：氮、磷、硼、鋁或氟。在SF中添加先進的阻燃無機填料，特別是結晶二氧化矽，能改善其自熄性。

自熄性高抗沖聚苯乙烯基複合材料研究

高抗沖聚苯乙烯（HIPS）是最重要的通用塑膠之一，因具有卓越的電絕緣性能、成型加工性能、良好的耐化學腐蝕性能和抗衝擊性能等優點而得到廣泛套用。其主要缺點是在空氣中遇火容易燃燒，發煙量大，存在很大的火災隱患，因此對其進行阻燃、抑煙處理和提高自熄性以提高套用的安全性至關重要。

基於以上發展趨勢，有研究者擬採用在HIPS樹脂基體中引入適量溴代聚苯乙烯（BPS）、聚苯醚（PPO）、三氧化二銻（AO）、硼酸鋅（ZB）、有機蒙脫土（OMMT）、微膠囊紅磷（MRP），研製出同時具有優良阻燃性能和成型加工性能的HIPS基複合材料，擴大其套用範圍，以便更好地滿足實際套用的需要。

DOPO對熱塑性聚氨酯自熄性的影響

熱塑性聚氨酯 （TPU）是由二異氰酸酯、擴鏈劑和大分子二醇聚合反應得到的線性或輕度交聯的高分子聚合物，是一種介於塑膠和橡膠之間的彈性材料，具有優異的耐磨性能，突出的物理機械性能，極好的耐油性能，較寬的溫度使用範圍，較寬的硬度範圍，良好的吸振效果，優異的抗撕裂性能，因此被廣泛地套用於社會各行業中。

但由於易燃燒，燃燒釋放氰化氫等有毒氣體，因此在其使用上存在安全隱患，需要對其進行阻燃，提高材料的自熄性。現階段研究較多的無鹵阻燃劑體系包括無機氫氧化物類阻燃劑、膨脹型阻燃劑、有機磷系、有機氮系等阻燃劑。一般無機氫氧化物系阻燃劑和膨脹型阻燃劑發揮作用有一個延遲效應，即要形成足夠的炭層後，才能發揮作用，而有機磷系阻燃劑由於其氣相阻燃機理，則在阻止聚合物被引燃方面具有優異的效果，即提高其自熄性。並且，無鹵磷酸酯類具備阻燃效率高，對光穩定劑作用影響小，低毒、腐蝕性小，有阻礙復燃作用等優點，因此在阻燃劑的未來發展中占有舉足輕重的作用。其中常見的有機磷系阻燃劑甲基磷酸二甲酯（DMMP）、乙基磷酸二乙酯（DEEP）含磷高，一般用量為3%~15%，阻燃效果優異。但大多數是液體，揮發性大，耐熱性差，不便於擠出加工。因此有必要探尋一種阻燃效果優異，又方便加工的新型磷系阻燃劑。

9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物（DOPO）及其衍生物在20世紀70年代被製備出來，初期並沒有引起人們足夠的重視，直到1998年，王春山將該化合物引入到環氧樹脂中，製備了具有優異阻燃性能的無鹵阻燃環氧樹脂覆銅板，從而引發了使用含磷雜菲基團的化合物用於阻燃的熱潮。將DOPO用於聚氨酯的阻燃也開始起步，如將methyl-DOPO套用到聚氨酯泡沫的阻燃當中，取得了較好的效果；有學者提出將DOPO和端羥基的環氧氯丙烷反應，製備出含磷雜菲側基的大分子二醇，作為聚氨酯的反應型阻燃劑。而將其直接添加到TPU中，對TPU的阻燃研究還幾乎沒有開展，因此如果DOPO對TPU也有較好的阻燃性，那么將會開闢出一條新的阻燃TPU的方法，這也將擴大DOPO的阻燃市場。