聚乙烯燃燒及阻燃機(jī)理

     聚乙烯是一種具有優(yōu)良的電絕緣性能和耐化學(xué)腐蝕性能的熱塑性材料，其價(jià)格低廉，成型加工容易，廣泛應(yīng)用于電器、化工、食品、機(jī)械等行業(yè)，其中應(yīng)用于電線電纜行業(yè)尤甚。同時(shí)聚乙烯有耐燃性差的缺點(diǎn)，其制作的電纜有時(shí)在高溫、發(fā)熱、放電等條件下，很容易燃燒而引起火災(zāi)。因此，聚乙烯阻燃問(wèn)題逐漸成為科研工作的重點(diǎn)之一。近年來(lái)，環(huán)保呼聲日益增高，因此阻燃劑的使用，在獲得綜合性能優(yōu)良的聚乙烯材料的同時(shí)，也要充分考慮到對(duì)環(huán)境的影響。PE的氧指數(shù)較低，僅為17.4。并且燃燒時(shí)低煙，有少量熔融落滴，火焰上黃下藍(lán)，有石蠟氣味。普通聚乙烯中存在著部分的支鏈和交聯(lián)現(xiàn)象。聚乙烯降解的全部揮發(fā)物中，乙烯含量占1%以下。研究表明，聚乙烯在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生活性很大的自由基，這些自由基有促進(jìn)燃燒的作用。

      所以，對(duì)聚乙烯的阻燃可通過(guò)以下途徑：①終止自由基連鎖反應(yīng)，捕獲傳遞燃燒連鎖反應(yīng)的活性自由基。鹵系阻燃劑即是這種機(jī)理：②吸收熱分解產(chǎn)生的熱量，降低體系溫度。氫氧化鋁、氫氧化鎂及硼酸類無(wú)機(jī)阻燃劑是典型代表；③稀釋可燃性物質(zhì)的濃度和氧氣濃度，使之降到著火極限以下，起到氣相阻燃效果。氮系阻燃劑就是這種原理；④促進(jìn)聚合物成炭，減少可燃性氣體的生成，在材料表面形成一層膨松、多孔的均質(zhì)炭層，起到隔熱、隔氧、抑煙、防止熔滴的作用，達(dá)到阻燃的目的。這就是膨脹阻燃劑的主要阻燃機(jī)理。

      鹵系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有機(jī)阻燃劑之一，以其添加量少、阻燃效果顯著而在阻燃領(lǐng)域中具有重要地位。目前國(guó)內(nèi)主要采用的有機(jī)鹵化物（以十溴、六溴為代表）與S2O3復(fù)配使用對(duì)PE進(jìn)行阻燃。該類阻燃劑在燃燒分解時(shí)能捕捉PE降解反應(yīng)生成的自由基，從而延緩或終止燃燒的連鎖反應(yīng)，同時(shí)釋放出本身是一種難燃的氣體HX。這種氣體密度大，可以覆蓋在材料表面，起到阻隔表面可燃?xì)怏w的作用，也能抑制材料的燃燒。對(duì)溴銻復(fù)合體系阻燃機(jī)理的研究也比較成熟，普遍認(rèn)為，鹵化物和S陽(yáng)2O3能產(chǎn)生協(xié)效反應(yīng)，它們?cè)谌紵龝r(shí)能在較寬的溫度范圍內(nèi)生成SbX3,能有效捕提材料反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的自由基，所以能明顯地提高鹵系阻燃劑的阻燃效果。單獨(dú)使用溴銻復(fù)合體系阻燃PE在抑制滴落方面較差。另外由于其在燃燒時(shí)發(fā)煙量大，產(chǎn)生大量腐蝕性氣體和有毒氣體，給滅火、逃離和恢復(fù)工作帶來(lái)很大困難。

聚乙烯蠟（賽諾）

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