什么是阻燃劑?
顧名思義,阻燃劑就是能夠阻止物體燃燒的化學(xué)助劑,在易燃材料中添加阻燃劑,就能使材料在遇明火時(shí)難以點(diǎn)燃,或者點(diǎn)燃后易于熄滅、不易蔓延。阻燃劑還可以降低熱量和減少煙氣釋放。
阻燃劑不是簡(jiǎn)單的一個(gè)產(chǎn)品,而是一個(gè)大家族,家族成員有700~800種,可以分為有機阻燃劑與無(wú)機阻燃劑,或者按照反應元素分為鹵系、磷系、氮系和硅系,還可以按照使用方法分為混合型、添加型和反應型。
阻燃劑之所以有這么多的種類(lèi),就是為了滿(mǎn)足不同材料的“口味”。每個(gè)阻燃劑衛士都有自己最擅長(cháng)的崗位,它們之間還可以搭配使用,分工協(xié)作,出色地完成預防火災的任務(wù)。
這些隱形的小衛士活躍在人們生活的方方面面。它們悄悄“潛伏”在手機、電腦、電視、冰箱等各種電子電器的線(xiàn)路板中,各種電子產(chǎn)品的塑料外殼中也少不了它們,飛機、輪船、公交車(chē)的座椅以及建筑外墻保溫材料中都有它們默默堅守的身影。在歐美等發(fā)達國家,阻燃劑還被廣泛應用到兒童、老人以及病人等行動(dòng)不便人員的服裝中。我國也出臺了國家標準,對建筑材料以及公共場(chǎng)所使用的裝飾品、紡織品、家具、電線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、燈具、家電等作出了明確的阻燃要求。
阻燃原理各不同
要想擔起克制火災的安全衛士的重任并非一件易事,阻燃劑必須擁有過(guò)硬的本領(lǐng)。
燃燒需要三大要素——可燃物、助燃物(氧氣)和火源。燃燒的過(guò)程分為加熱、分解、起火、燃燒和蔓延。如果去掉其中任何一個(gè)要素,或者想辦法將燃燒過(guò)程控制在加熱和分解的萌芽階段,就可以有效避免火災的發(fā)生。
在阻止火焰燃燒方面,不同類(lèi)型的阻燃劑各有各的高招:有的通過(guò)吸收熱量阻止可燃物產(chǎn)生可燃氣體;有的在可燃物表面形成密實(shí)的覆蓋層,隔絕可燃物與氧氣的接觸;有的則捕捉參與燃燒反應的自由基,達到抑制自由基鏈式反應的目的;還有的是通過(guò)產(chǎn)生不燃氣體稀釋氧氣,從而達到減緩燃燒速度的效果。
無(wú)機阻燃劑Al(OH)3在受熱達200℃后就會(huì )分解,放出結晶水,結晶水遇熱蒸發(fā)成水蒸氣。這一系列的過(guò)程會(huì )吸收大量的熱,降低材料表面和火焰區的溫度,減緩熱裂解反應的速度。此外,結晶水產(chǎn)生的水蒸氣也能降低氧氣濃度,進(jìn)一步抑制火勢的蔓延。
磷阻燃劑受熱會(huì )變成結構更加穩定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層,就像一層堅實(shí)的鎧甲,把可燃物包裹起來(lái),既能阻止材料進(jìn)一步熱解,也可阻止材料內部分解出的可燃氣體溢出繼續燃燒。
溴阻燃劑的蒸發(fā)溫度和高分子材料的分解溫度相同或相近,當高分子材料受熱分解時(shí),溴阻燃劑也會(huì )揮發(fā)出來(lái),與熱分解產(chǎn)物同時(shí)進(jìn)入到氣相燃燒區。阻燃劑能迅速地捕捉氣相燃燒區中的自由基,抑制自由基鏈式反應,阻止火焰傳播,最終使燃燒反應速度慢下來(lái)直至終止。
總之,每一種阻燃劑都有自己的獨門(mén)秘籍。