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鹵系阻燃劑的氣相阻燃機理
2024-03-12 來(lái)源: 本站

鹵系阻燃劑包括單一鹵系阻燃劑及鹵/銻協(xié)同阻燃系統。

鹵系阻燃劑主要是在氣相發(fā)揮功效。

材料熱裂解時(shí)產(chǎn)生可以與大氣中氧的反應,形成H2-O2系統:H·+HX·→H2+X·,該反應是一個(gè)可逆反應。溫度升高時(shí),平衡常數降低,所以在大火中鹵素衍生物的阻燃效率會(huì )降低,溫度影響了含鹵化合物的阻燃效率。平衡常數K,K越大,表示反應進(jìn)行的程度越大。

1200-1300℃,以及更高溫度溴具有氧化性,能催化氣相中的鏈式反應,此時(shí)并不存在阻燃效應;230-1230℃平衡常數KHBr>>KHCl.在聚合物的引燃溫度下,溴化物及氯化物的阻燃效能較高。

氟化物的阻燃效率低HF與H·的反應活化能過(guò)高而難發(fā)生。

碘化物的阻燃效率也低——RH與I·作用不易生成HI。

氯化物的阻燃效率低于溴化物,可能是由于HCl與H·的反應是接近熱中性的,這個(gè)反應極有可能相反方向進(jìn)行,重新生成了H·。

鹵系阻燃劑的阻燃作用機理基于C-X鍵的斷裂。

熱穩定性排序:C-F>C-Cl>C-Br>C-I

鹵系阻燃劑的阻燃效率與C-X鍵的強度有關(guān)。

a) 碘化物:C-I鍵的強度過(guò)低,碘化物不穩定,不能作為阻燃劑。

b) 氟化物:十分穩定,不利于淬滅火焰中的自由基,不能作為阻燃劑;但是有些適用于X/Sb協(xié)效系統。

c) 脂肪族鹵素衍生物與芳香族溴化物:

脂肪族鹵素衍生物的鍵強度和穩定性較低,易分解;低溫下可以生成HX分子,阻燃作用高于芳香族衍生物。

芳香族溴化物的熱穩定性高于脂肪族,光穩定性不如脂肪族。

d) 溴系阻燃劑與氯系阻燃劑

溴系阻燃效率大于氯系:C-Br鍵能較低,燃燒過(guò)程中更適時(shí)地生成溴自由基及HBr;HCl盡管可以在更大范圍內生成,但是在火焰前沿的濃度較低。

鹵化物的氣相阻燃作用主要是由于他們能捕獲在火焰中傳播熱氧化的自由基。

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