工程塑料基礎知識--阻燃改性的基本原理介紹

  一、塑料的燃燒過程
     要弄清塑料阻燃的原理，首先要了解塑料的燃燒過程。
     塑料的燃燒過程是一個極其復雜的熱氧化反應，導致燃燒的基本要素為熱、氧和可燃氣體。

     一般認為，塑料的燃燒經歷了如下三個階段。
     第一階段，熱引發過程。來自外部的熱源或火源的熱量導致塑料發生相太變化（即從固態轉化為液態）和化學變化。
     第二階段，熱降解過程。這一過程為吸熱反應，當塑料吸收的熱量足以克服分子內原子間某些弱小鍵能時，塑料開始發生降解反應。這種反應的實質是在空氣中氧存在下的一種自由基鏈式反應，反應的結果產生氣相可燃物體如各種單體易燃烴類等。
     第三階段，引燃過程。當第二階段熱降解反應生成可燃物的濃度達到著火極限后，與大氣中的氧氣相遇。
     二、阻燃機理
     塑料中按一定比例加入阻燃劑，可使氧指數增大，阻燃效果明顯。當然，氧指數只是表示材料可燃性和阻燃劑的阻燃性，還應采用一系列的參量，如熱自燃臨界參量、熱點燃能量、熱自燃溫度等。一般說來，含有阻燃劑的塑料在燃燒時，阻燃劑是在不同反應區域內（氣相、*凝聚相）多方面起作用的。對于不同材料，阻燃劑的作用也可能不同。
     阻燃劑的作用機理比較復雜。但其目的總是以物理和化學的途徑來切斷燃燒循環。阻燃劑對燃燒反應的影響表現在如下幾方面：
      （1） 位于凝聚相內的阻燃劑吸熱分解，從而使凝聚相內的相對溫度減慢上升，以延緩塑料的熱分解溫度，利用阻燃劑熱分解時生成的不燃性氣體的氣化熱來降低溫度。
     （2） 阻燃劑受熱分解，釋放出捕獲燃燒反應中的·OH（羥基）自由基的阻燃劑，使按自由基鏈式反應進行的燃燒過程終止鏈鎖反應。
     （3） 在熱作用下，阻燃劑出現吸熱相變，阻止凝聚相內溫度的升高，使燃燒反應變慢直至停止。
     （4） 催化凝聚相熱分解，產生固相產物（焦化層）或泡沫層，阻礙熱傳遞作用。這使凝聚相溫度保持在較低水平，導致作為氣相反應原料（可燃性氣體分解產物）的形成速度降低。
     總之，阻燃劑的作用能綜合地使燃燒反應的速度變慢，或者使反應的引發（熱自燃）變得困難，從而達到抑制、減輕火災危害的目的。

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