胡紅丹

（江蘇安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院）

1 引言

高分子材料自被人們發(fā)現(xiàn)以來，其在燃燒過程中釋放的大量煙氣和毒氣，對人們生活和社會環(huán)境產(chǎn)生一定影響。但是由于高分子材料的優(yōu)越性能，在相關(guān)領(lǐng)域中具有不可替代性，人們不得不在使用高分子材料時，采取相關(guān)措施降低其易燃性，例如，在高分子材料中添加一定含量的阻燃劑，用以改變該材料的內(nèi)部成分，進而提高其阻燃性能。隨著科學(xué)的進步，在高分子材料中添加阻燃劑這一方法，逐漸被廣泛使用。但由于添加的阻燃劑本身具有一定的缺點，且適用范圍也有一定的限制性，進一步阻礙了人們對高分子材料阻燃性能的研究進展。因此，在高層建筑物中，研究高分子材料的環(huán)保阻燃性具有重要意義。

2 高層建筑用高分子材料的環(huán)保阻燃機理研究

當前，在高層建筑物中，高分子材料在環(huán)保阻燃方面，主要利用材料的隔離作用、消除自由基作用、冷卻作用和稀釋作用。就隔離作用方面而言，在建筑物中，隨著溫度的升高，高分子材料阻燃劑會在表面形成了一個隔離膜，組織熱源進入物質(zhì)里面，進而干擾物質(zhì)繼續(xù)燃燒。而高分子材料形成隔離膜主要有兩種方式，一種是在高溫條件下，將高分子阻燃劑分解成為不易揮發(fā)的玻璃狀物質(zhì)，包裹于物質(zhì)表面，且包裹密度較高。在這種密度較高的保護層作用下，熱源很難進入物質(zhì)內(nèi)部，進而起到阻燃作用。另一種是利用高分子材料中的熱降解產(chǎn)物，高溫條件下在物質(zhì)表面進行了脫水炭化作用，進而形成了炭化層，起到保護與阻燃相關(guān)物質(zhì)的作用。

就消除自由基作用方面而言，高層建筑用高分子材料在高溫作用下，會產(chǎn)生一些自由基，促進氣相燃燒反應(yīng)進一步發(fā)生，高分子材料阻燃劑在此時會迅速捕捉到自由基，進而切斷自由基進一步的連鎖反應(yīng)，控制燃燒過程的進行。冷卻作用方面而言，高層建筑用高分子材料在高溫作用下，發(fā)生相變、脫水和分解等作用，致使物質(zhì)表面上的溫度下降低于著火點，進而起到阻燃效果。就稀釋作用方面而言，高層建筑用高分子材料利用稀釋作用阻燃時主要有兩種方式，其一是在高溫作用下，隨著高分子阻燃劑濃度的升高，當質(zhì)量分數(shù)高于50%以上，稀釋了一些可燃性物質(zhì)的濃度，進而阻止燃燒過程的進行，達到阻燃效果。

3 高層建筑用高分子材料在環(huán)保阻燃方面的應(yīng)用現(xiàn)狀研究

近年來，諸多學(xué)者針對高分子材料的阻燃性進行了深入的研究，大多用于高層建筑物中電器外殼、電線電纜、節(jié)能保溫聚氨酯等方面的阻燃。

（1）電器外殼的阻燃作用。在建筑材料內(nèi)部，家用電器對人們的生活發(fā)揮著重要的作用，給人們生活帶來了極大的便利性。但一般家用電器外殼的易燃性，也在人們生活和財產(chǎn)帶來了較多的安全隱患。根據(jù)可靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計，每年因家用電器起火引發(fā)的火災(zāi)，為人們帶來的損失高于億記。國外某些國家早在十幾年前就公布了家用電器外殼阻燃的相關(guān)標準要求，用以防止家用電器起火。相關(guān)學(xué)者也就此，對一些高分子阻燃材料展開了研究。一般應(yīng)用于家用電器外殼阻燃的材料主要有多聚磷酸銨、磷酸三苯酯與磷酸二苯酯等。其中，多聚磷酸銨主要需要配合一定比例的增溶劑及助劑，制成性能較好的無鹵環(huán)保阻燃合金，該合金尤其針對電腦顯示器外殼阻燃具有重要的作用；磷酸三苯酯的阻燃效果較好，一般使用量在12～18%之間，但其熔點較低，在高溫下容易揮發(fā)損失；磷酸二苯酯也是被廣泛使用的阻燃材料，因其具有水解性、阻燃性與熱穩(wěn)定性，阻燃效果極好，在高層建筑物中被廣泛采用。

（2）電線電纜的阻燃作用。電線電纜是建筑物中家庭的主要配件，被稱為建筑行業(yè)中的“血管和神經(jīng)”。在高層建筑物中，隨著家用電器使用頻率的增多，電線電纜分布也越來越多，對其阻燃特性進行研究顯得極為重要。當前，對于電線電纜的阻燃材料主要有聚丙烯、聚乙烯等材料，因為其具有無毒無害、質(zhì)量輕、絕緣性好、加工簡單與耐化學(xué)腐蝕性好等特點，所以在高層建筑物中，被廣泛沿用。但是在實際使用時，聚丙烯與聚乙烯的阻燃作用相對較差，需要對其阻燃改性，添加鹵化合物和鹵銻阻燃劑，這些阻燃劑添加于聚丙烯與聚乙烯中，能明顯提高該材料的阻燃性能，但因其在燃燒時具有腐蝕性氣體和很多有毒氣體，會對人們的生命造成威脅。因此，研究環(huán)保、高效且無毒的電線電纜阻燃劑，是未來高分子材料阻燃性能研究的主要趨勢。

（3）節(jié)能保溫聚氨酯的阻燃作用。在高層建筑物中，硬質(zhì)的聚氨酯泡沫塑料具有電學(xué)、化學(xué)腐蝕、聲學(xué)已經(jīng)物理學(xué)性能，與多種材料結(jié)合具有很強的粘接力，是高層建筑物中廣泛采用的保溫隔熱材料。但是，在實際使用時，未進行阻燃處理的聚氨酯的極限氧指數(shù)只能維持在17d內(nèi)，具有一定的易燃特性，且在燃燒過程中會釋放多種有害物質(zhì)，同樣會為人們的健康產(chǎn)生不利影響。因此，在實際使用時，需要在節(jié)能保溫聚氨酯中加入阻燃劑，用以提高節(jié)能保溫聚氨酯的阻燃性能。

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