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        怎么設計阻燃橡膠的配方?

        來源:米萬科技 發布日期:2021-5-27 14:48:08
           橡膠燃燒的實質是橡膠在高溫下發生分解,生成可燃性氣體,進而在氧和熱的作用下發生燃燒。因此阻燃的主要方法是斷絕燃燒時所需要的氧氣或隔離熱源。提高橡膠制品阻燃性:
        1、要抑制橡膠高溫分解所產生的可燃性氣體,例如加入鹵素化合物,使之產生難燃性氣體,以隔離熱源和氧氣
        2、盡可能降低體系溫度、吸收熱量,例如加入氫氧化鋁,它在受熱時放出結晶水、吸收熱量或提高熱傳導性,也可起到阻燃作用;
        3、選用自身阻燃性好、氧指數高、耐熱性好、與阻燃劑和填充劑相容性好、燃燒傳播速度較低的材料作為主體材料。

        阻燃橡膠的配方設計主要是主體材料橡膠和阻燃劑的選擇。阻燃橡膠膠種選擇應遵循以下三個原則:

        ①橡膠本身具有阻燃性;
        ②燃燒時發熱量??;
        ③具有優良的髙溫耐熱性。
        一、阻燃橡膠的主體材料多選用難燃橡膠、難燃樹脂或兩者并用。從阻燃效果來看,橡膠可分為三類:①烴類橡膠,如天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠等,它們的氧指數均<20%,易燃;②含鹵橡膠,它們有良好的阻燃性,氟橡膠>氯丁橡膠>氯磺化聚乙烯≈氯化聚乙烯,氟橡膠的氧指數高達65%以上,其他為25%~32%;③主鏈含非碳元素的橡膠,如硅橡膠、氯醇橡膠、聚氨酯橡膠等,有的易燃,有的難燃。橡膠和樹脂的阻燃性能與其結構有著密切的關系。含鹵素、苯環或共軛雙鍵的橡膠,氧指數高,如氯丁橡膠的氧指數為33%,屬難燃橡膠。非極性烴類橡膠的氧指數最低,如三元乙丙橡膠的氧指數只有20%,屬于易燃橡膠。樹脂分子鏈中含有苯環和鹵素的,其氧指數較高,阻燃性較好。例如聚氯乙烯的氧指數比聚乙烯髙50%,聚四氟乙烯的氧指數比聚乙烯高75%。因此,阻燃橡膠的主體材料應選擇氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯、氯醚橡膠、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等含鹵聚合物。硅橡膠也是較好的耐燃聚合物。
        二、在橡制品中加入阻燃劑是提高其阻燃性最常用的方法。阻燃劑的種類很多,按所含阻燃元素不同,可分為鹵系阻燃劑磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、磷鹵系阻燃劑、磷氮系阻燃劑等幾類。
        1、鹵系阻燃劑主要是氯和溴的化合物,最常用是氯化石蠟、全氯環戊癸烷、氯化聚乙烯、四溴乙烷、四溴丁烷等。鹵系阻燃劑的阻燃效果與其結構有關,
        阻燃效果:脂肪族鹵化物>脂環族鹵化物>芳香族鹵化物。鹵系阻燃劑在熱解過程中,分解出能捕獲傳遞燃燒自由基的X及HX,HX還可稀釋可燃物裂解時產生的可燃氣體,隔斷可燃氣體與空氣的接觸;
        2、磷系阻燃劑主要有聚磷酸銨、磷酸酯類阻燃劑。常用的磷酸酯類阻燃劑有:磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸甲苯二苯酯(CDPP)磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三辛酯(TOP)、磷酸三芳基酯、辛基磷酸二苯酯(DPOP)等。其中,辛基磷酸二苯酯被美國食品醫藥局(FDA)確認為磷酸酯中唯一的無毒阻燃增塑劑,允許用于食品醫藥包裝材料。磷酸酯類阻燃劑對含有羥基的聚氨酯、聚酯、纖維素等高分子材料的阻燃效果非常好,而對不含羥基的聚烯烴阻燃效果較小。磷系阻燃劑在燃燒過程中產生磷酸酐或磷酸,促使可燃物脫水炭化,
        阻止或減少可燃氣體產生。磷酸酐在熱解時還形成熔融物覆蓋在可燃物表面,使其氧化生成二氧化碳,起到阻燃作用;
        3、在氮系阻燃劑中,氮的化合物和可燃物作用,促進交鏈成碳,降低可燃物的分解溫度,產生的不燃氣體能稀釋可燃氣體;
        4、磷-鹵系阻燃劑、磷氮系阻燃劑主要是通過磷-鹵、磷氮協同效應作用達到阻燃目的的。?現因環保要求,含鹵阻燃劑在一定程度上被限制使用,推薦高效環保復
        合阻燃劑
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