<tt id="3rmsx"></tt>
  • <rp id="3rmsx"></rp>
  • 广州银塑阻燃新材料股份有限公司

    EN
    首页  > 行业资讯  > 红磷阻燃剂的阻燃机理及其发展趋势

    最新信息

    2020年05月27日行业资讯

    红磷阻燃剂的阻燃机理及其发展趋势

    红磷阻燃剂


    ????? 在高分子材料的阻燃改性工作中,我们经常听到人们说白磷、黄磷和红磷。从它们的名字,我们可以看出它们是不同颜色的磷。然而,白磷和黄磷是指一种物质。黄磷是由白磷的部分氧化形成的黄色蜡状固体。从化学上讲,白磷和红磷属于同素异形体,就像钻石和石墨一样,属于同一元素的不同单质。


    一、红磷阻燃剂的结构性能和阻燃性能


    1.1 红磷阻燃剂的结构性质


    ????? 化学结构决定性能。由于红磷和白磷的结构不同,它们的性质也不同。红磷在空气中稳定,白磷在空气中自燃;红磷基本无毒,白磷毒性高;红磷可作为阻燃剂,可使用白磷助燃剂。从结构组成来看,白磷是由P4分子组成的,分子中的磷原子是四面体结构,红磷也是由P4分子组成的,但其组成分子的键断裂聚合形成高分子结构,因此红磷是一种无机高分子物质。其分子式为(P4)n(n为聚合度)。注:白磷与空气隔离加热时会生成红磷。

    ???? 红磷(Rp)或赤磷是一种红色至深紫色的红色粉末,不溶于水、稀酸和多种有机溶剂,但微溶于无水乙醇、三溴化磷和氢氧化钠水溶液。当红磷在空气中加热到200℃时,红磷燃烧生成P2O5。此外,红磷在氯中加热时也会燃烧。由于红磷中的磷是低价态(零价),当与KClO3、KMnO4、过氧化物和其他强氧化剂混合时,如果条件合适,可能会发生爆炸。


    1.2. 红磷阻燃剂的阻燃性能


    ???? 红磷阻燃剂是磷系阻燃剂中含磷量最高的阻燃剂。它的防止火灾方面工作成绩显著,种类繁多。按其功能成分可分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。磷系阻燃剂应用广泛,仅次于卤系阻燃剂。随着人们对卤系列阻燃剂的指责与质疑,以及阻燃剂垄断公司的价格问题,磷系阻燃剂越来越受到青睐。红磷作为一种磷系阻燃剂,由于只含磷,所以其阻燃效果优于其他磷系阻燃剂,即便在添加量很低的情况下阻燃效果依然非常好。甚至在某些情况下,红磷的阻燃性能甚至优于卤系阻燃剂。


    ??? 另外,据报道,对于pet(聚对苯二甲酸乙二酯)的阻燃剂,没有磷系阻燃剂可以与红磷相匹敌。对于基材,添加的阻燃剂毕竟是一种异物。如果两边相容性差,很容易破坏基材本身的优良性能。红磷用量少,能达到所要求的阻燃性能,使原本性能优异的阻燃基材更容易保持。此外,红磷熔点高,溶解性差,与其他阻燃剂相比,有利于保持聚合物的某些物理性能。最后,红磷烟度小,毒性低,应用范围广,可单独使用或与其他阻燃剂共用。广泛应用于阻燃聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯、聚氨酯、尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、环氧树脂、橡胶、纺织品等领域。


    二、红磷阻燃剂的问题


    俗话说“金无足赤,人无完人”,红磷作为阻燃剂也有很多缺点,主要表现在以下六个方面:


    2.1. 基材的腐蚀


    ???? 红磷可以作为一种吸水性强的干燥剂使用。吸水后生成h3po2、h3po3、H3PO4等物质。此时,红磷因粘度增加而失去流动性。吸水产生的磷酸属于更易吸水的物质,最终变成稀泥状物质。因此,当红磷被添加到高分子材料中时,随着时间的推移,材料表面的红磷会由于吸湿和氧化而被腐蚀,从而使材料表面失去光泽和一些原有性质,更严重的是,这种腐蚀会慢慢扩展到材料的内层。


    2.2. 相容性差


    ???? 无机有机元素很难相容,红磷作为一种无机物,与有机树脂的相容性较差,不仅分散困难,而且会发生离析沉降,增加树脂的粘度。这将给树脂的后续处理和使用(浇注、浸渍、挤出等)带来诸多不便,严重时会导致材料性能下降。


    2.3. 会造成环境污染


    ??? 物质的本质是稳定的,通常是相对的(在哲学上,稳定是相对的,不稳定是绝对的)。因此,当红磷与空气长期接触时,会发生缓慢的化学反应。同时,会产生磷的含氧酸,释放出剧毒的PH3气体,从而造成环境污染。


    2.4. 应用领域限制


    ??? 由于红磷的吸湿性和不稳定性,在塑料制品中添加时会影响制品的物理性能,特别是弱电元件的漏电和高压元件的绝缘,从而限制了红磷在电器元件领域的应用。


    2.5. 燃烧爆炸


    ?? 红磷虽然可用作阻燃剂使用,但它是易燃的,特别是当红磷受到冲击时,更容易被点燃。因此,干燥红磷粉尘具有燃烧爆炸的危险性,在我国也被列为危险化学品。


    2.6. 易使基材着色


    与其他白色阻燃材料相比,红磷的深紫红色容易使阻燃产品着色,这使得产品的颜色难以控制或增加了调色成本。


    三、红磷阻燃剂的阻燃原理


    然而,在树脂中,红磷和其他含磷添加剂不是简单地氧化。含磷添加剂主要作用于凝聚相,其阻燃机理如下:


    3.1、形成以磷酸或聚磷酸盐为脱水剂,在燃烧室表面形成高粘度的熔融玻璃和致密的碳化层。碳的形成降低了从火焰到凝聚相的热传导。

    3.2、磷酸能吸收热量,因为它防止CO氧化成CO2,并减少加热过程。

    发生了以下变化:磷阻燃剂→磷酸偏→磷酸→多磷酸。多磷酸是一种稳定的化合物,不易挥发,脱水性强。聚合物表面使聚合物与空气分离,分离出的水吸收大量热量,通过热分解使聚合物表面阻燃剂释放出挥发性磷化物。质谱分析表明,氢原子浓度大大降低,结果表明,红磷分解的Po·,HPO·自由基,捕获了聚合物燃烧过程中产生的H·,Ho·自由基,即Po·+H·=HPO。

    3.3、为凝聚相形成薄玻璃状或液体保护层,从而减少氧的扩散和气相和固相之间的热传递,抑制碳氧化的过程,并减少含磷阻燃剂的热分解。

    磷系阻燃剂的阻燃机理取决于阻燃剂和燃烧物的结构。


    3.4、红磷微胶囊阻燃机理研究

    在聚合物中添加包覆红磷的阻燃机理是:燃烧时形成磷酸衍生物,起到热吸附剂的作用,阻碍进一步燃烧;保留自由基,提高热稳定性;与氧反应形成磷氧基,继续反应与聚合物形成交联结构,得到磷氧交联碳化层;环氧在环境中反应生成具有较强吸湿性的含氧磷酸盐,可降低燃烧聚合物的表面温度,促进聚合物的表面湿度,使聚合物表面碳化聚合物的。

    红磷的阻燃机理一般认为是在凝聚相进行的。当加入红磷阻燃剂的聚合物燃烧时,首先将红磷氧化生成磷酸,然后将磷酸进一步脱水生成偏磷酸和聚偏磷酸,从而在聚合物表面形成一层不可燃的液体保护膜;同时,由于偏磷酸和多聚磷酸的强脱水作用,促使聚合物在材料表面脱水碳化,形成致密的碳化层。一方面,液膜和炭化层具有隔热、阻氧的特性,另一方面,有效防止聚合物高温分解产生的可燃气体扩散,从而抑制材料燃烧,达到阻燃的目的。与其它添加磷系阻燃剂相比,红磷的含磷量较高。因此,为了达到相同的阻燃等级,红磷的加入量要比其他阻燃剂少,且与红磷的聚合物具有较好的物理力学性能。


    四、红磷阻燃剂的发展趋势


    4.1、包覆技术

    目前,国内外对红磷微胶囊的包覆技术进行了一些初步的研究,但还不够系统和深入。因此,有必要对包覆材料、囊心处理、包覆方法、包覆方式、包覆条件、包覆工艺、包覆结果和效果(如膜结构、膜厚度、粒径和粒径分布、白度、团聚等)进行选择和改性,为了获得更好的阻燃性能,对其与基体的相进行了较为系统和深入的研究。

    4.2、抑烟消烟

    微胶囊红磷阻燃剂具有一定的抑烟消烟作用,但其抑烟消烟性能仍有待进一步提高。最有效的方法可能是找到合适的抑烟剂或基材与之有效混合。

    4.3、多功能性

    增塑剂是一种用量最大的塑料助剂。未来红磷微胶囊阻燃剂的发展方向之一是对胶囊材料进行改性(包括接枝、共聚、表面再处理等),使其兼具增塑和阻燃的功能。此外,还可以具有热稳定性和阻燃性的功能,从而开发出多功能微囊化红磷阻燃剂产品,从而减少材料中塑料添加剂的用量,优化添加剂的结构,提高材料的力学性能。


    CONTACT

    联系我们

    关于化学品相关咨询:
    请通过咨询表格或者电话、FAX的方式联系我们

    公司总部

    电?????? 话:13922246604 -- 颜
    地?????? 址:广东省广州市黄埔区科丰路31号

    ????????????????? 华南新材料园G1栋718


    余姚办事处
    地址:浙江省余姚市塑料城东区2-59

    咨询表格

    手机彩票网站 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>