阻燃機理

阻燃機理是指降低材料在火焰中的可燃性,減緩火焰蔓延速度,當火焰移去後能很快自熄,減少燃燒的理由和道理。從燃燒過程看,要達到阻燃目的,必須切斷由可燃物、熱和氧氣三要素構成的燃燒循環。

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簡介

阻燃作用的機理有物理的、化學的及二者結合作用等多種形式。

覆蓋層

覆蓋層作用:阻燃劑受熱後,在纖維材料表面熔融形成玻璃狀覆蓋層,成為凝聚相和火焰之間的一個屏障,這樣既可隔絕氧氣,阻止可燃性氣體的擴散,又可阻擋熱傳導和熱輻射,減少反饋給纖維材料的熱量,從而抑制熱裂解和燃燒反應。

氣體稀釋

氣體稀釋作用: 阻燃劑吸熱分解後釋放出不燃性氣體,如氮氣、二氧化碳、氨、二氧化硫等,這些氣體稀釋了可燃性氣體,或使燃燒過程供氧不足。另外,不燃性氣體還有散熱降溫作用。

吸熱

吸熱作用: 某些熱容量高的阻燃劑在高溫下發生相變、脫水或脫鹵化氫等吸熱分解反應,降低了纖維材料表面和火焰區的溫度,減慢熱裂解反應的速度,抑制可燃性氣體的生成。如三水合氧化鋁分解時可釋放出3個分子水,轉變為氣相需要消耗大量的脫水熱。

熔滴

熔滴作用: 在阻燃劑的作用下,纖維材料發生解聚,熔融溫度降低,增加了熔點和著火點之間的溫差,使纖維材料在裂解之前軟化、收縮、熔融,成為熔融液滴滴落,大部分熱量被帶走,從而中斷了熱反饋到纖維材料上的過程,最終中斷了燃燒,使火焰自熄。滌綸纖維的阻燃大多是以此方式實現的。

提高熱裂解溫度

在纖維大分子中引入芳環或芳雜環,增加大分子鏈間的密集度和內聚力,提高纖維的耐熱性;或通過大分子鏈交聯環化,與金屬離子形成絡合物等方法來改變纖維分子結構,提高炭化程度,抑制熱裂解,減少可燃性氣體的產生。

凝聚相阻燃

通過阻燃劑的作用,在凝聚相改變纖維大分子鏈的熱裂解歷程,促進發生脫水、縮合、環化、交聯等反應,增加炭化殘渣,減少可燃性氣體的產生。

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