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含磷阻燃劑和其他阻燃劑的相互作用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2010-06-20   瀏覽次數(shù):846  分享到: 分享到騰訊微博

() -氮協(xié)同

 

某些氮化合物能增強(qiáng)磷化合物對(duì)纖維素的阻燃作用,原因之一是因?yàn)榱谆衔锱c氮化合物反應(yīng)生成了含P-N鍵的中間體,而后者是比磷化合物更佳的磷酸化試劑。另一個(gè)原因是氮化合物能延緩凝聚相中磷化合物的揮發(fā)損失。另外,磷-氮系統(tǒng)中的氮化合物能加強(qiáng)磷的氧化,且能放出包括氨在內(nèi)的惰性氣體,而它們具阻燃功能。

 

-氮協(xié)同不被認(rèn)為是一個(gè)普遍現(xiàn)象,而與氮化合物及被阻燃聚合物的類型有關(guān)。例如,PA中的磷胺并不比當(dāng)量元素磷的阻燃效果好,但采用某些含氮磷酸鹽和一種環(huán)狀膦酸酯的混合物阻燃EVA,當(dāng)此混合物中兩組成的比例適當(dāng)時(shí),EVA的成炭速率增高,且炭中含有P-NH鍵化合物,這有助于更快地成炭和使更多的磷保留于炭層中。

 

()-鹵協(xié)同

 

關(guān)于磷-鹵協(xié)同效應(yīng),目前尚無(wú)定論。但同時(shí)使用含磷及含鹵的阻燃劑,有時(shí)能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。例如聚磷酸銨和六溴環(huán)十二烷混合物阻燃聚丙烯腈(PAN)時(shí)所產(chǎn)生的溴-磷協(xié)效,協(xié)同效率為1.55LOINOI測(cè)定證明,系統(tǒng)中溴衍生物并不發(fā)揮作為氣相中自由基捕獲劑的功能,而是作為成炭的發(fā)泡劑。另外,在含溴和磷的聚醚型軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料中,也發(fā)現(xiàn)溴能提高泡沫炭的生成率。當(dāng)溴原子和磷原子含于同一分子中時(shí),溴-磷協(xié)同更為明顯。例如,以溴原子與磷原子比(摩爾)為7:3的含溴磷酸酯阻燃PC- PET時(shí),其協(xié)同效率可達(dá)1.58。以滇原子與磷原子比(摩爾)為6:1的含溴磷酸酯阻燃PC及其合金時(shí),也觀察到了較明顯的協(xié)同效應(yīng)。另外,以溴-磷系統(tǒng)阻燃的PC- PET,熱裂或燃燒時(shí)能生成多量的泡沫炭。這說(shuō)明,溴-磷阻燃配方也具有膨脹成炭能力。

 

對(duì)一些含氧高聚物(PA6PET),鹵-磷協(xié)同效果明顯。例如,對(duì)阻燃PET,如采用溴-磷泵統(tǒng),阻燃劑的用量可比常規(guī)的溴-銻系統(tǒng)大幅度下降。對(duì)阻燃PBTPSHIPSABS.均存在溴-磷協(xié)同效應(yīng)。例如,以二烷基-4-羥基-3,5-二溴芐基膦酸酯阻燃的ABS,與以結(jié)構(gòu)相似的溴化物或磷化物阻燃的ABS相比,溴-磷衍生物阻燃者效果更佳。另外,以三溴苯基丙烯酸酯和三苯基磷酸酯兩者阻燃的聚氨酯,當(dāng)阻燃劑中Br/P(摩爾比)2.0時(shí),可獲得最好的協(xié)同效應(yīng)。澳-磷協(xié)同還不能認(rèn)為是一個(gè)普通的規(guī)律,目前已觀察到的更多的情況是鹵-磷加成,甚至磷-鹵對(duì)抗。

 

當(dāng)含鹵、磷的阻燃劑與氧化銻并用時(shí),鹵-磷間及鹵-銻間往往沒(méi)有協(xié)同或加和作用,而可能呈現(xiàn)對(duì)抗作用。例如,以含鹵及磷的阻燃劑處理聚乙烯,加入三氧化銻并不提高阻燃效率。這時(shí)磷阻礙銻的氣化而抑制了鹵-銻協(xié)同作用,而氧化銻系被轉(zhuǎn)化為不揮發(fā)的磷酸銻。

 

() 磷阻燃劑與無(wú)機(jī)填料的作用

 

以三水合氧化鋁與甲基二甲基膦酸酯阻燃不飽和聚酯時(shí),兩者間存在協(xié)同阻燃效應(yīng)。將二氧化鈦加入由APP及含氮樹脂(膨脹型阻燃劑)阻燃的PP中,不僅可提高成炭率,而且使炭層更致密和連續(xù),因而可明顯改善PP的阻燃性。與此相反,二氧化錫則導(dǎo)致炭層多孔和成片,并降低成炭率。上述二氧化鈦的協(xié)同阻燃效應(yīng)被認(rèn)為是物理橋聯(lián)效應(yīng)的貢獻(xiàn)。

阻燃材料中磷化合物與氫氧化鋁生成的磷酸鋁,可改善炭層質(zhì)量和延長(zhǎng)揮發(fā)性裂解產(chǎn)物在炭層中的滯留。

 

() 各種磷阻燃劑間的相互作用

 

同時(shí)采用兩種或多種磷阻燃劑,有時(shí)也能提高阻燃功效。例如,將演化錛(PH4/BrR4PBr)或氧化膦與聚磷酸銨合用于阻燃聚丙烯或聚苯乙烯,有時(shí)可收到-坍同之利。據(jù)推測(cè),這種協(xié)同可能是由一種氣相有效的磷阻燃劑與一種凝聚相有效的磷阻燃劑共存時(shí)所產(chǎn)生的。

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