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协同阻燃机理

在实际的阻燃技术中,很少使用单一品种的阻燃剂,通常多是将数种阻燃剂组合并用,利用其协同效果,这是阻燃技术中的一个重要方面。
有机磷系阻燃剂和有机卤系阻燃剂并用时,常有极好的协同效果。这是由于在气相和凝聚相中发挥效果的有机磷系阻燃剂和在气相中发挥效果的有机卤系阻燃剂一起发挥阻燃作用的缘故.此外,与单独使用的场合不同,因为生成的PBr3、PBrs、POBr,等溴-磷化合物比卤化氢还重,其挥发和散失困难,因而覆盖效应更大.磷-氯阻燃加的增强作用比-一溴的低些。
采用同一分子内同时含有磷及卤素的阻燃剂(如某些溴代烷基及芳基磷酸酯),有时也能产生协同效应。但当这类阻然荆与三氧化二锑并用时,卤-磷间及卤-锑间往往没有协同或加和作用,而可能呈现对抗作用。例如,以含卤及磷的阻容纳剂处理聚乙烯时,加入三氧化二锑并不能提高阻燃效率。在这种情况下,锑在被阻燃的高聚物材料燃烧时不发生气化,而是生成不挥发的磷酸锑,致使协同作用消失。
目前,磷-卤协同机理的研究还有待深入进行。但有一点是可以肯定的,即阻燃体系中的磷-卤相互作用不仅取决于高聚物的类型,还取决于磷一卤阻燃剂的结构,有时呈协同作用,有时呈加和作用,有时对抗作用。
除磷-卤间具有协同作用之外,磷-氮体系也具有协同作用.与单独使用有机磷系阻燃剂的体系相比,有氮存在时可以促进炭化.在协同作用中,约一半的磷先形成磷-氮键,促进磷对纤维素的磷酸化作用发生。有机磷系阻燃剂和氮化合物在受热时,首先形成磷酞胺,随后脱去胺同时生成P=N键,在较高的温度时P -N键与纤维素交联,以促进纤维素之间的交联.产生的P =N键和纤维素中的经基形成四元环过渡态。
促使纤维素进行磷酸化,然后在高温下,继续失去胺和产生P=N键,形成结构,这样有利于纤维素脱水成炭,最后成为无定形炭。由于叔氮不具备形成P=N键的条件,所以叔氮一般不产生磷一氮协同效应。
此外,添加多元醇(如季戊四醇)和磷酸酯于高聚物中也有助于成炭.尤其是添加能够产生气体
的化合物时会生成膨胀的炭,使基质与火、热、氧隔绝。

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