阻燃剂在高分子材料中的作用机理与应用探讨

卓荣彬

摘要：在我国，平均每年都会因为火灾情况而造成一定的经济损失，从实际情况可以看出，火灾引起的危害较大，这一现象是无法估计的。因此，电线电缆由于作用较高，得到了广泛的应用，其可燃性而引发的火灾得到了社会人员的广泛重视。所谓电线电缆，它是一种高分子的聚合材料，本身是由碳、氢以及氧等元素组建而成的，从使用过程中来分析，它是易燃以及可燃性高的一种材料，具备热量释放速率大、火焰传播速度快以及不容易熄灭等特征，所以，人们根据这一现象，研制出来高分子聚合材料用阻燃剂以及阻燃材料，并且该项材料得到了良好的应用和发展。在本文中，重点论述了阻燃剂在高分子材料中的作用机理和具体的应用情况。

关键词：阻燃剂；高分子材料；作用机理；应用情况

1、燃烧的要素以及阻止燃烧的具体方法

一般情况下，在电缆电缆中使用的绝缘护套料，就是属于高分子材料的一种，其中，高分子材料在燃烧期间会发生多种反应。

当热源对高分子材料产生辐射情况的时候，热传给高分子材料，随之，高分子材料逐渐的朝着内部实施热传导，在热量上升到规定温度之后，材料自身便会产生热裂解现象，在裂解现象不断增强的情况下，裂解材料好空气中的氧气相互接触，随之就会产生氧化反应，造成燃烧现象。经过相关分析表面，产生燃烧的要素表现在以下几点：分别为氧气、可燃气，温度上升到一定阶段、自由基反应。

①阻燃剂出现吸热反应之后，将会阻断热辐射以及热传导。

②增强高分子数脂自身的耐热性能，以此防止出现热分解现象。

③在阻燃剂受到热反应之后，就会产生隔膜屏蔽热和氧气，从而限制了内部扩散过程的实施。

④在阻燃剂受热反应之后，获取活性自由基，从而避免了氧化还原反应的出现。

因此，可以在使用合理阻燃阻断高分子材料的基础上，使受到热传导之后的辐射、传热、热分解、内部扩散等环节达到阻燃效果。

2、常用的高分子阻燃剂和相应的阻燃机理

2.1高分子材料的阻燃机理论述

聚合物的燃烧过程比较的复杂，相对来说，它是一种十分激烈的热氧化反应，自身具备浓烟等特点。在燃烧的时候，受到外界热源的影响，聚合物和空气中的氧相互接触，产生自由基链式降解反应，从而形成挥发性可燃物，这一物体在上升到一定温度或者浓度的时候，就会自主燃烧。燃烧期间释放的热量会传输到正在降解的聚合物中，从而提升降解的速度，形成较多的可燃性气体，在这一情况下，火焰会在较快的速度中迅速扩散，从而引起火灾现象。

阻燃剂本身作为一种可以防止塑料燃烧以及缓解火灾等情况的材料，从使用情况来看，可以将其确定为两种类型，分别为反应型以及添加型。所谓反应型，主要是指在聚合物合成期间，它是作为单体化学键聚集到聚合物分子链中，一般情况下，这一类型适合应用于热固性塑料中。另外，部分反应型阻燃剂可以当成添加型阻燃剂应用。添加型阻燃剂，则是在对塑料进行加工的时候，将其添加到塑料中去，一般来说，它适合应用于热塑性塑料中去。根据化学组成来分析，还可以将阻燃剂分层有机与无机两部分，在相应的化合物中，含有较多的卤素、磷以及铝等相关元素。

2.2常用的阻燃剂

阻燃剂的分类包括了卤系阻燃剂、非卤系阻燃剂，并且划分为有机类、无机类以及阻燃助剂，涉及到的内容有卤化合物、水和金属化合物、磷化合物、氮化合物、氮化合物、氮化合物、硼化合物等。

3、阻燃剂的具体应用情况

由于阻燃剂有着不同的类型，因此，产生的阻燃机理和优缺点都是不同的，在本文中，主要通过分析无卤阻燃剂Mg（0H）2及溴系阻燃剂RBr在125C辐照交联聚烯烃电缆料中的应用情况，明确论述了无卤阻燃剂与卤系阻燃剂的优势和缺陷。

3.1实际生产情况

将125℃辐射铰链聚烯烃电缆料为主要的基础性材料，在这一过程中，可以通过添加不同类型的阻燃剂，详细分析不同类型阻燃剂产生的阻燃效果以及对材料整体性能产生的相关影响。

在无卤聚烯烴电缆料中，主要是添加溴系阻燃剂Mg（0H）2，在含卤聚烯烴电缆料中，则是添加卤系阻燃剂中溴系阻燃剂以及相应比例的无卤阻燃剂Mg（0H）2。

在本文中，主要对两会材料以及加工之后的电线实施了相应的分析工作，明确找寻出无卤阻燃剂和溴系阻燃剂为主体燃烧材料的A、B两款材料性能之间的差别。其中根据相关分析可以清楚的了解到：

①无卤聚烯烴电缆料的体积电阻率和含卤聚烯烴电缆料两个数量级相比较而言，要低很多。

②待无卤聚烯烴电缆料老化之后，抗拉强度以及断裂伸长率都会呈现明显的下降趋势。

③从实际情况来看，无卤聚烯烴电缆料自身的断裂伸长率比较小，和含卤聚烯烴电缆料断裂伸长率性能相比较而言，要低出很多。

④无卤聚烯烴电缆料和含卤聚烯烴电缆料的氧指数是一样的，可是在制作成电线之后，无卤聚烯烴电缆料整体性能较差一些。

3.2阻燃剂在聚烯烃中的应用情况

所谓聚烯烃，从一定程度上来说，它是烯烃聚合物。通过分析表明，主要是由聚烯烃简单来说为烯烃的聚合物。由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等a-烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到的一类热塑性树脂的整体称呼。因此，可以将聚烯烃材料简单称之为以聚乙烯、聚丙烯为主的混合物。

一般来说，我们都知道，聚烯烃在没有添加阻燃剂的情况下，氧指数处于15%左右，但是，阻燃聚烯烃明确规定，现有的氧指数必须保持在24%以内，这是因为卤系阻燃剂和聚合物材料相互接触之后，便会产生一定的阻燃性能，这一材料自身具备较大的优势，比如添加量不多、产生的作用大等。所以，对于无卤阻燃剂而言，要想实现卤系阻燃剂这一阻燃性能，在放置添加阻燃剂的时候，和卤系阻燃剂相比较而言，要多出3倍才可以。通常情况下，无卤阻燃剂自身的添加量，要和配方总量相符合之后，才可以起到良好的阻燃性能。如此，添加较多的无机物，就会出现一定的问题，比如聚合物和无机物之间混乱，并且，还会影响材料的机械性能是，使其呈现老化状态。含卤阻燃剂和无卤阻燃剂应用比较中可清楚的了解到，和无卤阻燃剂的阻燃剂为Mg（0H）2、添加量为50%--60%，优点是成本输出低，具备环保性，缺点是机械性能以及电气性能较差一些。含卤阻燃剂的阻燃剂为RBr，添加量为15%--25%，添加量是15%--25%，优点是起到了良好的阻燃效果，缺点是在进行生产加工和电线燃烧期间，经常会产生较多的有害物质，这些物质产生的后果是很严重的。

4、结语：

从以上论述可以看出，不管是无卤材料，还是含卤材料，自身都具备一定的优势和缺陷，因此，在选择材料的时候，要从客户需求以及实际情况入手，不断提升材料的环保性，使其发挥出更好的作用。在本次研究中主要针对无卤材料与含卤材料展开分析与讨论，并从多个角度提出了优势以及不足。

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