宋納川+甄世鈺+劉弘毅

（1.大連理工大學(xué)高分子材料與工程 遼寧大連 116000；2.大連理工大學(xué)化學(xué)工程 遼寧大連 116000；3.大連理工大學(xué)公共事業(yè)管理 遼寧大連 116000）

摘 要：伴隨工業(yè)技術(shù)的逐漸進(jìn)步，高分子材料的阻燃性與抗破壞性日益增強(qiáng)。然而因為高分子材料在具體的燃燒環(huán)節(jié)沒有辦法在短期內(nèi)釋放出全部的熱量，或許還會產(chǎn)生非常多的物質(zhì)，因為由于高分子材料的阻燃性較弱所導(dǎo)致的火災(zāi)事件仍有發(fā)生。本文就高分子材料的阻燃方法進(jìn)行簡單的分析。

關(guān)鍵詞：高分子材料；阻燃；分析

1 前言

高分子材料憑借其良好的性能、較低的價格而被大量運用于所有建筑與日常生活的各個層面，然而大部分的高分子材料均是可燃、易燃性的材料，在燃燒之時，所釋放的熱量非常之多，較快的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，難以熄滅，或許還會出現(xiàn)濃煙與有毒的氣體，對于人們的生命財產(chǎn)安全與自然環(huán)境產(chǎn)生了非常大的影響。

2 高分子材料概述

高分子材料所指的是以高分子化合物為基石所形成的材料。高分子材料主要有相對分子質(zhì)量比較高的化合物所組成，涵蓋塑料、橡膠、涂料、纖維以及膠粘劑等等，高分子是生命存在的一種非常重要的形式。

3 阻燃的必要性

根據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)能夠得知，我們國家在最近幾年時間內(nèi)各種民用、裝飾用品等層面迅速拓展，因為超過90%的纖維制品均具備較強(qiáng)的易燃性。例如：天津大爆炸事件，若出現(xiàn)爆炸的倉庫具備較為完整的阻燃防火設(shè)備，倉庫的管理者預(yù)先完善好防火阻燃相關(guān)的工作，則事故所造成的傷亡人數(shù)便會有較多的減少。因此，為了能夠不對社會導(dǎo)致不必要的經(jīng)濟(jì)損失，所以對高分子材料實施阻燃處理具有非常重要的意義。

4 高分子材料的阻燃方法

4.1 阻燃劑添加法

當(dāng)前，在我們國家運用最多并且成本費用最低的阻燃方法便是在高分子材料里面加入一定數(shù)量的阻燃劑，運用阻燃劑和高分子材料中所分解出的可燃物的相互融合，來達(dá)到增強(qiáng)高分子材料阻燃性的目標(biāo)，此方式所具備的最大優(yōu)勢便是無需實施大規(guī)模的投資，制作費用相對較低，同時在對于不一樣的高分子材料所使用的阻燃劑調(diào)節(jié)層面較為便利，然而，其同樣有著非常多的不足，若高分子材料和所加入的元素產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而損壞了高分子材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對其性能造成非常大的消極影響。所以，在選取所需添加的阻燃劑之時需要非常的嚴(yán)瑾，需要在不會對高分子材料產(chǎn)生影響又或是影響相對較小的基礎(chǔ)之上，在高分子材料里面的添加適宜的阻燃劑以達(dá)到阻燃的目標(biāo)。

4.2 微膠囊技術(shù)

微膠囊化所代表的是將某一物質(zhì)存放于一個幾微米到幾百微米的非常小的容器里面，進(jìn)而達(dá)到維護(hù)與調(diào)控釋放等功能。將有機(jī)又或是無機(jī)的阻燃劑實施微膠囊化是目前阻燃劑發(fā)展的熱點話題，同時已經(jīng)由理論轉(zhuǎn)向運用環(huán)節(jié)。囊材主要有兩個不同的種類：第一，天然高分子材料，例如：蛋白質(zhì)、動物膠、纖維素以及淀粉等等。第二，人工合成高分子，例如：聚苯乙烯、聚酯、聚乙烯醇、聚酰胺以及環(huán)氧樹脂等等。囊材和所需包裹的阻燃劑之間不會產(chǎn)生任何化學(xué)反應(yīng)，在制品遇火溫度增加之時，囊壁當(dāng)即便會熔化破裂，進(jìn)而將阻燃劑釋放出來。微膠囊的尺寸、強(qiáng)度以及囊壁的厚度等其它的物理特征都會對最后的阻燃功效產(chǎn)生影響。微膠囊化在完善阻燃劑的功效、外形及降低環(huán)境污染等層面均有著非常大的作用。

4.3 納米技術(shù)

從傳統(tǒng)形式的阻燃劑層面，其在價格、環(huán)境污染以及力學(xué)性能等層面均不具備優(yōu)勢。納米技術(shù)的運用則拓展了阻燃技術(shù)的全新領(lǐng)域，不僅材料的使用數(shù)量有較大的減少，并且效用和安全性有較大的增強(qiáng)，同樣減少了對于環(huán)境所產(chǎn)生的污染。歐洲多個國家所發(fā)起的Phoenix的合作計劃，以納米技術(shù)為基礎(chǔ)，生產(chǎn)納米顆粒又或是和無鹵材料相互融合，取代傳統(tǒng)形式的無鹵阻燃劑，減少了聚合物阻燃劑的使用數(shù)量，增強(qiáng)阻燃劑的作用。豐田汽車在汽車發(fā)動機(jī)的零部件中運用了尼龍/層狀硅酸鹽的納米素材，使得其熱穩(wěn)定性與硬度有了較大的提升。除此之外，納米復(fù)合材料有著非常好的阻燃性能，被大量運用至輪胎、電子電氣元件之中。

4.4 化學(xué)反應(yīng)法

運用交聯(lián)、共聚以及接枝等方式的化學(xué)反應(yīng)同樣能夠合理的將阻燃元素及基團(tuán)引入到高分子材料的分子主鏈又或是側(cè)鏈之中，從而將可燃、易燃的高分子材料更加深入的轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆漭^強(qiáng)阻燃性能的高分子材料。輻射交聯(lián)手段的運用可以形成一個本質(zhì)型的阻燃高分子材料。其機(jī)理如下：御用γ射線針對高分子材料實施輻射，從而推動高分子材料的分子鏈相互交叉，在發(fā)生交叉以后，高分子材料在燃燒之時所出現(xiàn)的熔融滴落的問題便會有所好轉(zhuǎn)。比如：普通的線形聚苯乙烯（PS）的極限氧指數(shù)僅僅為17.5%，若將其完全暴露于空氣里面實施點燃，極易產(chǎn)生大面積內(nèi)的燃燒，有著非常嚴(yán)重的熔融滴落問題，同時會產(chǎn)生非常多的濃黑煙。然而，若將苯乙烯（ST）單體與交聯(lián)劑二乙烯基苯（DVB）按照ST：DVB=100：3的質(zhì)量比實施混合共聚，從可以使得交聯(lián)的PS的極限氧指數(shù)達(dá)到18%，PS的水平燃燒速度由36mm/min減少為23mm/min，降低了36.1%，錐形量熱儀實驗環(huán)節(jié)熱量釋放的速度峰值（PHRR）降低了13.1%，質(zhì)量損失的速度峰值（PMLR）降低了9.4%，生煙速度的峰值（PSRR）降低了22%，在發(fā)生交聯(lián)以后，PS燃燒的速度有顯著的降低，同時，并不會發(fā)生熔融滴落，外表有著非常濃厚的炭層，將其撥開以后，所能夠看到的便是一個無色透明的塑料。

4.5 無機(jī)阻燃技術(shù)

無機(jī)阻燃技術(shù)展示出了阻燃劑所具備的導(dǎo)熱與蓄熱作用，在燃燒環(huán)節(jié)，高分子材料的分子架構(gòu)會按照其導(dǎo)熱與蓄熱的具體狀況出現(xiàn)周期性的改變，在蓄熱與導(dǎo)熱量超出指標(biāo)之時，其分子結(jié)構(gòu)便會遭受嚴(yán)重的損壞，無機(jī)阻燃技術(shù)能夠吸收并且循環(huán)多余的熱量，并且能夠增加阻燃劑所能夠受熱的面積，依托分解、吸收的方式將熱量傳遞至相對安全的位置處。其阻燃機(jī)理是：阻燃劑在受熱以后便會形成非常多具備吸熱功能的水晶體，水晶體在受熱蒸發(fā)以后便會散去非常多的熱量，高分子材料的受熱會隨之降低，其熱分解的速度同樣會有多減低。

5 結(jié)語

針對現(xiàn)實運用環(huán)節(jié)的高分子材料而言，在增強(qiáng)其阻燃性能之時，需要盡量避免對于成型加工性能、力學(xué)強(qiáng)度以及外觀質(zhì)量等造成消極的影響，并且還需要充分考慮到對于材料費用與環(huán)境產(chǎn)生的影響。當(dāng)前的發(fā)展態(tài)勢是全面采取各類方式，運用協(xié)同阻燃的方式加工出達(dá)到現(xiàn)實運用需求的高分子材料。

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作者簡介：

宋納川 （1997—），男，漢族，籍貫：山東日照，學(xué)歷學(xué)位：本科在讀，職稱：無，單位：大連理工大學(xué)，研究方向：高分子材料與工程.

甄世鈺 （1997—），男，漢族，籍貫：甘肅金昌，學(xué)歷學(xué)位：本科在讀，職稱：無，單位：大連理工大學(xué)，研究方向：化學(xué)工程.

劉弘毅 （1997—），女，漢族，籍貫：遼寧大連，學(xué)歷學(xué)位：本科在讀，職稱：無，單位：大連理工大學(xué)，研究方向：公共事業(yè)管理