魏平(威遠(yuǎn)鳳凰高新材料有限責(zé)任公司，四川 威遠(yuǎn) 642452)

0 引言

現(xiàn)代人們生產(chǎn)以及生活過(guò)程中均伴隨著大量高分子材料的支持，包括纖維、橡膠以及塑料等均是常見(jiàn)的高分子材料[1]?？梢哉J(rèn)為，高分子材料已然成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及科技發(fā)展的重要基礎(chǔ)。但也不可否認(rèn)，此類材料也存在著一定的缺陷，即可燃、易燃特性很有可能誘發(fā)火災(zāi)等事故[2]。為提升其耐燃特性，近些年業(yè)內(nèi)展開(kāi)了大量相關(guān)研究[3]。時(shí)至今日，已然出現(xiàn)了多種面向高分子材料的阻燃新技術(shù)，且都取得了較好的效果。因此有必要就有關(guān)技術(shù)展開(kāi)討論。

1 高分子材料阻燃原理分析

眾所周知，高分子材料在高溫受熱的情況下，會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生并揮發(fā)出各種可燃物質(zhì)，一旦此類可燃物質(zhì)的難度以及溫度達(dá)到基本要求情況下，則可能誘發(fā)燃燒行為[4]。因此，通常將整個(gè)高分子材料的燃燒行為劃分成熱氧降解以及燃燒兩個(gè)步驟，這之中包含了導(dǎo)熱、高分子材料與凝聚相的熱氧降解、產(chǎn)物于固相和氣相內(nèi)的擴(kuò)散、同空氣等混合而來(lái)的氧化反應(yīng)場(chǎng)以及氣相內(nèi)的鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)等諸多流程[5]。一旦高分子材料熱源的熱度可以使得其進(jìn)行降解以及所得到的降解物濃度達(dá)到某一參量情況下，此外系統(tǒng)被進(jìn)一步加熱至點(diǎn)燃溫度之后，燃燒隨即被觸發(fā)。同時(shí)已然為點(diǎn)燃了的高分子原料能否持續(xù)性的進(jìn)行燃燒，則是由燃燒期間的熱量平衡性所決定的。綜合整個(gè)的燃燒機(jī)理而言，阻燃的核心即為基于減緩以及組織這之中的單個(gè)以及多個(gè)要素的達(dá)成。典型的包含6個(gè)層面，依次是提升原料的熱穩(wěn)定表現(xiàn)、建立起阻燃保護(hù)膜、對(duì)游離基進(jìn)行有效搜集、降低熱量、建立起重質(zhì)氣體阻隔膜、對(duì)氧氣進(jìn)行充分稀釋以及可燃?xì)怏w削弱。現(xiàn)階段，最為典型以及常見(jiàn)的辦法主要為通過(guò)冷卻、稀釋等方式構(gòu)建起隔離膜的物力渠道以及種植自由基的化學(xué)渠道完成。常規(guī)的阻燃原理為氣相阻燃、凝聚相和隔離熱交換等形式。實(shí)際燃燒以及阻燃的這個(gè)流程較為繁瑣復(fù)雜，潛在的影響要素有比較多。把一類阻燃系統(tǒng)等阻燃機(jī)理詳細(xì)的歸類為某一種存在一定的難度，某種阻燃系統(tǒng)往往包含了多種阻燃機(jī)理的共同作用。

2 高分子阻燃劑分類與技術(shù)

絕大多數(shù)的高分子材料均是典型的可燃或者易燃物質(zhì)，在空氣環(huán)境中進(jìn)一步受熱的情況下會(huì)被進(jìn)一步的分解為具有一定揮發(fā)特性的可燃物質(zhì)，如若系統(tǒng)溫度以及可燃物等的濃度不斷攀升期間，則會(huì)導(dǎo)致燃燒情況。故而，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，人們對(duì)于高分子材料的阻燃特性有著一定的要求。阻燃劑是目前比較杜建的用于轉(zhuǎn)變高分子材料燃燒特性的有效助劑，能夠?qū)⒅疤幱诳扇家约耙兹嫉鹊脑鲜蛊浯嬖谀腿继匦?、消煙特性以及自熄特性，一定程度上有助于火?zāi)等問(wèn)題的出現(xiàn)，更符合現(xiàn)代人們工作以及生活實(shí)際需要。隨著近些年，相關(guān)技術(shù)的不斷深入與發(fā)展，高分子材料阻燃技術(shù)已然實(shí)現(xiàn)了較好的突破。相關(guān)技術(shù)大致包含下述幾個(gè)方面：

2.1 微膠囊技術(shù)

該技術(shù)主要把阻燃劑等按照微利狀態(tài)以及微液狀態(tài)等形式，利用人工合成技術(shù)以及天然無(wú)聚合原料等，于其機(jī)體的表層構(gòu)建起惰性的保護(hù)層，從而實(shí)現(xiàn)較好的保護(hù)以及阻燃特性。以三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂膠囊為例，其主要把聚磷酸銨粒子進(jìn)行徹底的包裹，實(shí)踐數(shù)據(jù)反映，隨著微膠囊用量的不斷攀升，阻燃原料的極限氧指數(shù)也會(huì)隨之提升，如若微膠囊的質(zhì)量分?jǐn)?shù)潘升至百分之三十情況下，則阻燃原料能夠?qū)崿F(xiàn)FV-0的最高燃燒級(jí)別，此外就抑制煙氣等的產(chǎn)生方面也有著較好的表現(xiàn)?；谖⒛z囊技術(shù)，同時(shí)也可以把部分毒性較高的阻燃劑轉(zhuǎn)換為微毒或是無(wú)毒的狀態(tài)，以更好的適用于各種使用場(chǎng)合。此之外，將微膠囊果腹多個(gè)不同形式的阻燃試劑，也能夠?qū)崿F(xiàn)多樣性的阻燃功用。

2.2 納米技術(shù)

綜合分析傳統(tǒng)形式的阻燃劑技術(shù)，往往在價(jià)格方面、力學(xué)特性方面和環(huán)境友好性建設(shè)方面均存在一定的不足。而納米技術(shù)的出現(xiàn)則成為阻燃劑技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，其不單單降低了對(duì)于原料等的使用量方面訴求，同時(shí)在安全特性以及使用效能等方面也有了極大的提升與改善，很好地規(guī)避了可能對(duì)于環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響。

以Phoenix為例，此為歐洲地區(qū)多個(gè)國(guó)家聯(lián)合倡導(dǎo)的合作技術(shù)，主要依賴于納米技術(shù)形式，得到各種納米顆粒并將其和多個(gè)無(wú)鹵原料等形成高度融合，以此來(lái)取代以往形式的無(wú)鹵阻燃技術(shù)形式，大大減少了聚合物阻燃劑等的用量，且同時(shí)提升了阻燃劑的功效。另外，以汽車行業(yè)為例尼龍/層狀硅酸鹽納米原料是較為常見(jiàn)的汽車阻燃劑形式，該試劑的使用無(wú)疑大大提升了整個(gè)商品的熱穩(wěn)定效果以及硬度表現(xiàn)。

除此之外，聚合物無(wú)機(jī)物納米復(fù)合原料在阻燃方面也表現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢(shì)性，因此在包括輪胎、飛機(jī)以及電氣電子領(lǐng)域等均有著廣泛的應(yīng)用。

2.3 交聯(lián)和接枝改性技術(shù)

現(xiàn)階段，該技術(shù)已然成為高分子材料阻燃技術(shù)的研究熱點(diǎn)，同時(shí)也是應(yīng)用最為普遍的技術(shù)之一。這之中輻射交聯(lián)往往可以實(shí)現(xiàn)在未有引發(fā)劑以及催化劑的作用下，常溫條件下即可進(jìn)行反應(yīng)工作，而且也不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境等帶來(lái)任何的負(fù)面影響。聚合物交聯(lián)不單單可以就整個(gè)的高分子材料結(jié)構(gòu)以及性能進(jìn)行改變，同時(shí)也大幅度的提升了高分子材料可適用性。上世紀(jì)九十年代中葉，膨脹阻燃技術(shù)逐漸進(jìn)入公眾視野，其主要特性為燃燒期間原料的表層會(huì)存在寶寶的碳質(zhì)泡沫層，從而起到較好的控?zé)?、隔熱以及隔氧的作用，在整個(gè)的燃燒期間也不會(huì)出現(xiàn)腐蝕性以及其他有毒氣體形式，煙量也不高。近些年，膨脹阻燃技術(shù)的研發(fā)已然成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，相關(guān)技術(shù)也主要集中于防火涂料、橡膠等的原料與制品內(nèi)。以Exolit IER-11膨脹性阻燃劑為例，其主要被用于阻燃PE、PP以及彈性體等場(chǎng)合，如若阻燃劑使用量處于25%～30%，則氧化指數(shù)等于30，即實(shí)現(xiàn)了UL94V-0的燃燒級(jí)別，和未有開(kāi)展任何阻燃技術(shù)支持的原料對(duì)比，密度提升了10%～15%。

3 發(fā)展趨勢(shì)分析

作為新興行業(yè)之一，阻燃劑技術(shù)無(wú)疑在未來(lái)有著極為廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，磷系等阻燃技術(shù)的地位依舊會(huì)比較高，但隨著對(duì)于該方面的研究不斷深入，環(huán)保理念等的逐漸完善和提升，阻燃劑產(chǎn)品架構(gòu)業(yè)已實(shí)現(xiàn)了巨大的調(diào)整和提升，此外多應(yīng)用、環(huán)保的新型阻燃劑的探究與研發(fā)也是未來(lái)的發(fā)展主流[6]。

第一，多用途的阻燃劑將會(huì)受到更多的青睞與支持，并會(huì)逐漸成為未來(lái)研究的核心關(guān)鍵。隨著科技等的進(jìn)步與發(fā)展，已有的阻燃劑顯然有何較高的改進(jìn)與完善可能，可以就目前的部分阻燃劑進(jìn)行復(fù)配，從而提升其原有特性，在控?zé)熞约白枞挤矫婢哂懈玫谋憩F(xiàn)，另外也包含了其他方面的特殊作用，成為具有多用途的阻燃形式。典型的包括帶有抗靜電特性的阻燃劑，能夠進(jìn)行復(fù)配，提升抗輻射以及耐熱等作用。再比如多用途的纖維制品，不單單保留了纖維的基本特性，同時(shí)在無(wú)毒、控?zé)熞约安蝗廴诘吐涞确矫嬉灿兄^好的表現(xiàn)，由此提升耐燃以及隔熱的功效，大大提高了高分子材料安全性以及應(yīng)用特性，延伸了應(yīng)用范圍。

第二，生態(tài)環(huán)保的阻燃技術(shù)將成為研究的重要內(nèi)容之一。近些年，隨著生產(chǎn)以及生活等的逐步趨于復(fù)雜性，對(duì)于阻燃劑等的使用需要也在不斷的增加，產(chǎn)品技術(shù)更迭與研發(fā)、防火訴求等也在不斷的提升。隨著人們環(huán)保理念的不斷提高，性價(jià)比、安全性等更具優(yōu)勢(shì)的阻燃劑無(wú)疑會(huì)受到更多的消費(fèi)者的青睞與支持。若想要更多的贏得市場(chǎng)認(rèn)可，單一性的提升適用性以及安全性勢(shì)必處在不足，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)更為積極的關(guān)注與研究阻燃原料等的綠色性和可持續(xù)性等方面的表現(xiàn)。社會(huì)大眾逐漸開(kāi)始強(qiáng)調(diào)低煙以及無(wú)毒、沒(méi)有污染等的阻燃試劑的運(yùn)用，向著更為環(huán)保以及節(jié)能等方向發(fā)展。典型的一些歐美國(guó)家逐漸開(kāi)始更多的考量環(huán)保特性，從而限制了部分環(huán)境污染較高的阻燃劑使用。美國(guó)強(qiáng)調(diào)低鹵電纜包覆層技術(shù)的推廣使用；日本則對(duì)于部分電纜燃燒期間可能產(chǎn)生酸性氣體等情況進(jìn)行了嚴(yán)令禁止使用等等。

總而言之，阻燃劑為提升高分子原料阻燃特性的關(guān)鍵助劑，隨著相關(guān)合成技術(shù)以及加工技術(shù)等的不斷深入與發(fā)展，阻燃劑研發(fā)已然取得了重大發(fā)展。就科技創(chuàng)新而言，隨著人們環(huán)保理念的不斷提升，復(fù)配型、生態(tài)型的阻燃劑逐漸受到更多市場(chǎng)的支持。為進(jìn)一步提升市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，各個(gè)國(guó)家也在逐步的強(qiáng)調(diào)對(duì)于低煙、無(wú)毒以及生態(tài)環(huán)保等多方面的阻燃劑的使用。更為高效能、低毒性以及環(huán)保業(yè)已成為該行業(yè)未來(lái)研究的重要方向，有著較好的市場(chǎng)前景。

4 結(jié)語(yǔ)

高分子材料已然在人們生活以及工作等各個(gè)方面發(fā)揮著越來(lái)越多的作用。相比于傳統(tǒng)材料使用方面的不足，高分子材料的適用范圍更廣，應(yīng)用特性也比較好，故而受到了廣大用戶的青睞。但易燃、可燃則是高分子材料普遍存在的特點(diǎn)，如若不對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行深入研究和分析無(wú)疑不利于整個(gè)的高分子材料技術(shù)的發(fā)展。而包括微膠囊技術(shù)、納米技術(shù)以及改性技術(shù)等均為目前較為常見(jiàn)的高分子材料阻燃技術(shù)形式。不同的技術(shù)有著不同的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

未來(lái)，隨著技術(shù)研究不斷深入以及市場(chǎng)對(duì)于高分子材料阻燃訴求不斷提升，相信會(huì)出現(xiàn)更多的前沿高分子材料阻燃技術(shù)形式，切實(shí)保證高分子材料可靠、安全使用，并未整個(gè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定重要基礎(chǔ)。