>> 一般原则
一个有效的阻燃剂应能以物理或化学方式影响物质燃烧过程中的一个或数个阶段能延缓物质的燃烧并最终使燃烧熄灭。对燃烧过程的不同阶段,适用的阻燃剂可能是不同的。
在燃烧过程的加热阶段(即第一阶段),能在被阻燃物周围形成不燃气态包覆层的阻燃剂是有效的。遇热能形成膨胀包覆层的阻燃剂,也适用于此阶段的阻燃。
在燃烧过程的第二阶段,即可燃物热降解阶段,有效的阻燃剂宜通过化学途径改变可燃物的热氧化降解模式,降低可燃气体浓度,或促进成炭、脱氢和脱水。
分解产物浓度和降低可燃气态分解产物浓度的因素,都可在此阶段产生阻燃效果。另外,如阻燃剂自身的分解,或它们与被阻燃基质的相互作用,可生成气态的自由基捕获剂,则也可降低燃烧速度。
在可燃物被引燃后,能降低向可燃物表面的热传递速度,能相对降低支持燃烧的自由基生成速度的阻燃剂有利于减缓燃烧过程。
>> 具体考虑
已发现的最有效的有机阻燃剂是含磷、溴、氯或同时含这3种元素中的2种或3种的化合物。其他具有阻燃作用的元素还有锑、硼、氮、硅等,但它们比磷、溴和氯的阻燃效能要差。
在采用阻燃剂时,下述几点是必须考虑的:
1.发挥阻燃功效的相态(气相或凝聚相)和燃烧过程的阶段,即阻燃是要在气相,还是要在凝聚相中进行,是在燃烧过程的第一阶段,还是在其他阶段(如分解、引燃、燃烧等)进行。
2.阻燃作用必须在正好的时间和正好的地点发生(at the righttime and at the right place)。这句话的实质是获得高阻燃效率的关键是被阻燃物的分解温度与阻燃剂的分解温度相匹配。采用两种阻燃剂的混合物有时能获得更佳的阻燃效果,其中一种宜在约低于被阻燃基质开始降解60℃~75℃时发挥作用,而另一种则宜在被阻燃基质失重约50%和达到最大分解速度时发挥作用。阻燃剂一定要能承受被阻燃材料的加工及成型温度。
3.要采用特定的阻燃剂和适当的用量,并根据材料的使用要求,赋予材料以适当的、所要求的阻燃级别。加入过量的阻燃剂不仅是不必要的,有时甚至是有害的。另外,任何一个阻燃剂都不是通用的,不同的被阻燃基材需要采用适当的阻燃剂。
4.对被阻燃基材的性能(如物理一机械性能、电性能)具有明显影响的阻燃剂是不宜采用的。