Der Wirkungsmechanismus von Flammschutzmitteln ist recht komplex und beinhaltet verschiedene Faktoren, aber die Rolle von Flammschutzmitteln ist nichts weiter, als das Ziel zu erreichen, den Verbrennungszyklus durch physikalische und chemische Wege abzuschneiden. Es gibt immer noch viele unklare Aspekte über den Wirkungsmechanismus von Flammschutzmitteln, aber basierend auf den bisher veröffentlichten Meinungen können sie in die folgenden Aspekte zusammengefasst werden.
. Wenn die thermische Zersetzung von Plastik schnell ausgeführt werden kann und nicht in der Stufe brennbarer Substanzen, sondern bis zu Kohlenstoff zersetzt wird, kann dies die Verbrennung verhindern. Beispielsweise imprägniert Cellulose mit einer wässrigen Lösung von Phosphat- oder Schwermetallsalzen. Nach dem Trocknen treten nur Karbonisierung und Zoom während des Erhitzens auf, was es schwierig macht, eine Flammenverbrennung zu verursachen. Dies ist auf die durch Phosphat verursachte Dehydratationsreaktion von Cellulose zurückzuführen, die die Erzeugung von Cellulosekohlenstoff fördert.
Wenn organische Phosphorverbindungen Flammen ausgesetzt sind, treten folgende Zersetzungsreaktionen auf:
Organische Phosphorverbindung - Monophosphat - Monophosphat - Pyrophosphat - Pyrophosphat
Die endgültige Polyphosphorsäure ist ein sehr starkes Dehydrationsmittel, das die Karbonisierung organischer Verbindungen fördern kann, und der resultierende Carbon -Black -Film spielt eine flammhemmende Rolle.
(2) Die Flammschutzmittel zersetzt sich zu einem nichtflüchtigen Schutzfilm. Die Flammschutzmittel zersetzt sich bei der Temperatur der Harzverbrennung, und ihre Zersetzungsprodukte bilden einen nichtflüchtigen Schutzfilm, der die Oberfläche des Harzes bedeckt, wodurch die Luft isoliert und den Zweck der Flammdarstellung erreicht wird. Dies ist der Fall bei der Verwendung von Borax -Borsäuremischungen und Phosphid als Flammschutzmittel.
Phosphorhalogenide (R4px) werden thermisch zersetzt, um Phosphor- und Alkylhaliden (RX) zu bilden. Phosphor wird leicht oxidiert, um Phosphoroxide (R3PO) zu bilden, die sich weiter zersetzen, um Polyphosphatglaskörper zu bilden. Dieser kontinuierliche Glaskörper bildet einen Schutzfilm. Abdeckung der Oberfläche des Polymers, um Sauerstoff zu isolieren und seinen flammhemmenden Effekt auszuüben.
(3) Die Zersetzungsprodukte von Flammschutzmitteln schneiden die Kettenreaktion von freien Radikalen ab und zersetzen sie während der Plastikverbrennung in Ruß. Der Ruß oxidiert und zersetzt sich bei hohen Temperaturen, um hohe Radikale zu erzeugen, und die Kettenreaktion von Ho -freien Radikalen setzt die Flammenverbrennung der Flamme fort. Im Verbrennungsprozess von Polymeren ist die Flammenverbrennung am wichtigsten. Wenn also die Kettenreaktion von H0- und Freiradikalen abgeschnitten werden kann, kann die Flammenverbrennung effektiv verhindert werden.
Der Verbrennungsprozess von Kohlenwasserstoffen ist sehr komplex. Ho · freie Radikale haben hohe Energie. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist sehr schnell. Der Verbrennungsgrad wird also durch die Proliferation von hohen Radikalen bestimmt.
Wenn halogenierte Flammschutzmittel vorhanden sind, zersetzen sie sich bei hohen Temperaturen, um Wasserstoffhalogenide zu produzieren, was hohe Energieerfalle erfassen kann, die während der Verbrennung erzeugte Radikale erzeugt und in X · Radikale und Wasser in geringe Energie umwandeln. Gleichzeitig reagieren X · Radikale mit Kohlenwasserstoffen, um sich in HX zu regenerieren. Dieser Zyklus wird fortgesetzt und so die Kettenreaktion von Ho · Radikalen abschneiden. Der Wasserstoff, der durch die thermische Zersetzung von Polymeren erzeugt wird, wird durch den obigen Weg in Wasser umgewandelt, wodurch nur Carbon schwarz als schwarzer Rauch bleibt, was zum Löschen der Flamme von Kohlenwasserstoffen führt.
(4) Der synergistische Effekt der Initiierung der freien Radikale, der Oxidationsfront und des Halogens, das Flammschutzmittel enthält, kann eine sehr starke Flammschutzwirkung erzielen, indem aliphatische Flammschutzmittel mit freien radikalen Initiatoren wie Peroxiden und Isoplastik kombiniert werden. Dies liegt daran, dass unter der Wirkung von Wärme freie Radikalinitiatoren wie Peroxide die Produktion von BR - freien Radikalen fördern, was dazu führt, dass die während der Verbrennung erzeugten hohen Radikale schnell verschwinden.
Bei der Verwendung von Halogen, die nur Flammschutzmittel verwenden, benötigt Polystyrol 10% bis 15% CL oder 4% bis 5% BR, um eine Flammenhemmung zu erreichen. Bei Verwendung in Kombination mit freien Radikalen Initiatoren. Es sind nur 4% bis 8% C1 oder 0,5% bis 3% Br erforderlich.
Das Antimonoxid (SB2O3) hat eine schlechte Wirksamkeit, wenn sie allein als Flammhemmung eingesetzt wird, aber es hat hervorragende Auswirkungen, wenn es mit Halogeniden in Kombination ist, hauptsächlich aufgrund der Bildung von Antimon -Halogenogeniden bei hohen Temperaturen.
SBCL3 (Siedepunkt 223 Grad) und SBBR3 (Siedepunkt 288 Grad) sind flüchtige Substanzen mit hohen Siedepunkten, die über einen längeren Zeitraum in der Verbrennungszone verbleiben können. Antimon -Halogenide können Polymere sowohl in flüssigen als auch in festen Phasen fördern. Dehalogenierung des flammhemmenden Systems und der Karbonisierung der Polymeroberfläche. Gleichzeitig kann es in der Gasphase ho · Radikale erfassen. Daher ist die Kombination von Antimonoxid und halogenierter Flammschutzmittel die am weitesten verbreitete Flammschutzmittelformel.
(1) Dispersion der Verbrennungswärme und Verdünnung von brennbaren Substanzen
Aluminiumhydroxid ist einer der Flammschutzmittel mit dieser Funktion. Die Flammverzögerung ist nicht stark, so dass die zugefügte Menge bis zu 40-60 Teile beträgt, was auch als Füllstoff dient. Wenn Plastik brennt, zersetzt sich Aluminiumhydroxid und absorbiert eine große Menge Wärme.
Aufgrund der großen Absorption der Verbrennungswärme wird die Temperatur des Polymers gesenkt, wodurch die Zersetzung, Verdunstung und Verbrennung verlangsamt werden. Aluminiumhydroxid ist nicht brennbar, und wenn es in einem Polymer in einer Menge von 40 bis 60 Teilen gefüllt ist, entspricht es dem brennbaren Polymer. Dadurch verbessert es die Flammdarstellung.
Andererseits, während die thermische Zersetzung von Polymeren brennbare Gase erzeugt, kann es, wenn das polymerflammhemmende System zersetzt, nicht brennbare Gase wie H2O, HCl, NBR, CO2, NH3, N2 usw. produzieren kann. Dies kann die brennbaren Gase in gewissem Maße verdünnen und eine Flammentwicklung wirken. Die Funktion von Flammschutzmitteln ist tatsächlich ein komplexer Prozess, der verschiedene oben genannte Faktoren kombiniert.
