阻燃尼龍改性的基本原理與燃燒階段
阻燃尼龍改性的基本原理與燃燒階段:
一.阻燃機理
塑料中按一定比例加入阻燃劑,可使氧指數(shù)增大,阻燃效果明顯。當然,氧指數(shù)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,一般來說,含有阻燃劑的塑料在燃燒時,阻燃劑是在不同反應區(qū)域內(氣相,凝聚相)多方面起作用,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(huán),阻燃劑對燃燒反應的影響現(xiàn)在如下幾方面:
(1)位于凝聚相內的的阻燃劑吸熱分解,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)自由基的阻燃及,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(xiàn)吸熱相變,阻止凝聚相內溫度的升高,時燃燒反應變慢直至停止。
(4)催化凝聚相熱分解,產(chǎn)生固相產(chǎn)物(焦化層)或泡沫層,阻礙熱傳遞作用,這是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(chǎn)物)的形成速度降低。
阻燃劑的作用能綜合的使燃燒反應的速度變慢,或者使反應的引發(fā)(熱自燃)變得困難,從而達到抑制。減輕火災危害的目的。
尼龍的燃燒經(jīng)歷分為三個階段:
第一階段,熱引發(fā)過程,來自外部的熱源或火源的熱量導致塑料發(fā)生相太變化(即從固態(tài)轉化為液態(tài))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是,塑料開始發(fā)生降解反應。這種反應的實質是在空氣氧存在下的一種自由基鏈式反應,反應的結果產(chǎn)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?shù)诙A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。
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