添加型硅系阻燃剂
从添加型硅系阻燃剂、含硅本质阻燃高聚物、聚合物/层状硅酸盐纳米复合阻燃材料等方面,评述了添加型硅系阻燃剂具有高效、低毒、抑烟和促进成炭等优点。
添加型硅系阻燃剂分为有机硅系阻燃剂和无机硅系阻燃剂两大类。有机硅系阻燃剂的研究主要在于通过改进分子结构、提高分子量等来提高阻燃效果,改善成炭性能和被阻燃材料的加工及物理机械性能。无机硅系阻燃剂的研究,主要是提高其与被阻燃材料的相容性和增加阻燃效率。
无机硅基添加剂(如二氧化硅)常用作填料,不作为阻燃剂用。最近的研究发现[12],一定条件下,无机硅化合物无论作为聚合物的添加剂,还是与聚合物组成共混体,均具有较好的阻燃作用,但一般要与其他添加剂配合使用。
由于无机硅化合物资源丰富,取材方便,其阻燃的高聚物大多无毒少烟、燃烧值低、火焰传播速度慢,对此人们进行大量研究,已研制出的阻燃系统有:二氧化硅、玻璃纤维、微孔玻璃和低熔点玻璃、二氧化硅/氯化锡、硅凝胶/碳酸钾、硅酸盐(如3MgO-4SiO2-H2O、滑石、硅酸铝)/聚磷酸铵(APP)、水合硅化合物/APP、硅氧烷/硼等,后两种主要用作阻燃助剂。
有些无机硅系阻燃剂所阻燃材料燃烧时,生成的二氧化硅在体系表面形成无定型硅保护层。NIST的研究人员发现:二氧化硅凝胶/碳酸钾阻燃体系阻燃多羟基化合物(如聚乙烯醇、纤维素等)燃烧时,如果生成多配位有机硅化合物,则引起聚合物交联,而形成的含硅化合物在燃烧时有可能生成含有Si O C键和 Si C键的保护炭层。
在不含氧聚合物如(如聚丙烯(PP)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、尼龙-66等)中加入二氧化硅凝胶/碳酸钾阻燃体系,燃烧时生成碳酸钾玻璃保护层;当体系中加入硅化合物和硼酸锌,燃烧时则产生硅酸硼玻璃态物质。
聚合物燃烧过程中,低温热分解生成的炭....
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