紅磷的阻燃機理 ????DATE: 2019-04-15 10:29

紅磷的阻燃機理和有機磷阻燃劑的阻燃機理相似。在400~500℃下,紅磷解聚成白磷,白磷再在水氣存在氧化成粘性的磷含氧酸,而這類酸既可以覆蓋于被阻燃材料表面,又可在材料表面加速脫水炭化,形成的液膜和炭層則可將外部的氧、揮發性可燃物和熱與內部高聚物基質隔開而有助于燃燒中斷。
 
  另外,紅磷在凝聚相可與高聚物碎片作用而減少揮發性可燃物的生成,而某些含磷的物系也可能參與氣相反應而發揮阻燃作用。例如,有幾種含磷化合物(三氯化磷和三苯基氧化膦)對于阻止氫-空氣混合物的燃燒比鹵素更有效。下表匯集了紅磷阻燃PET、PMMA、HDPE、及PAN時可能的阻燃機理。
 
  
 
紅磷阻燃劑
  由上表看來,紅磷的阻燃機理似乎與被阻燃的高聚物有關,其阻燃效率也是如此。例如,紅磷阻燃的非含氧高聚物HDPE的氧指數與紅磷用量成正比,而阻燃的含磷高聚物PET的氧指數則與紅磷用量的平方根成線性關系。以80%紅磷阻燃HDPE時,被阻燃材料在400℃的空氣中質量損失為6%,而未加紅磷的HDPE在同樣條件下的質量損失為70%。這說明紅磷大大提高了HDPE的穩定性。同樣,紅磷也可抑制PAN熱分解的第一階段,使其熱穩定性得以改善。
 
  此外,以紅磷阻燃的PET熱分解固體產物有磷酸酯,且紅磷可在PET中形成熱穩定性較好的P-O鍵,在聚合物表面形成酯交聯,這就可抑制揮發性及低分子量裂解產物的生成,增大了多環芳香族炭化層的生成速度和減少了煙和有毒氣體的釋放。
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