PVC是五大通用樹脂之一,其
塑料加工制品已廣泛用于傳統(tǒng)運載工具,大量應用于電線、電纜,還有化學建材及其他領域。PVC屬于難燃性材料,但由于在加工過程中需要加入增塑劑,加大了火災對人們生命財產的危害,因此PVC的阻燃抑煙成了人們研究的重要問題。
低熔點的硫酸鹽也是優(yōu)良的具有阻燃與消煙性的阻燃消煙劑,當其添加量達40份時,煙密度下降45%。低熔點的硫酸鹽對PVC力學性能的影響比其他填料小。在適當溫度下熔融時,能有效的保護PVC降解過程中形成的殘?zhí)?,從而提高剩炭率,提高阻燃與消煙性能。當PVC中含有40份低熔點硫酸鹽時,SDR值減少到45%。使用無機填料對有機物進行填充改性。通常都因相容性問題而使體系的力學性能下降。因此對無機物進行表面處理以增加兩者的相容性。
錫酸鋅是熱穩(wěn)定性好、無毒、對呼吸系統(tǒng)及皮膚無刺激的阻燃劑,耐熱溫度可達600℃。通過殘?zhí)苛繙y試和熱重分析其機理,錫酸鋅之所以能成為軟質PVC有效的阻燃劑,是因為它能對燃燒過程中的凝聚相和氣相起作用,并且主要是因為其在凝聚相中作為Lewis酸起作用。
有機阻燃抑煙劑的特征之一是有機物與PVC的相容性好。Kc是一種綜合性能優(yōu)良的新型抑煙劑,其基團的存在使其具有不同于普通金屬氧化物的獨特性能。SK合成金屬基的有機復合物用作PVC的阻燃抑煙劑。MBO具有優(yōu)良的抑煙效果,LOI較大,尤其當PVC中加入磷酸酯類增塑劑時,能有效降低PVC電纜的燃燒性,生煙量很少,同時阻燃劑不會向材料表面滲出。開發(fā)PVC的阻燃性增塑劑也是一個有效的途徑,乙烯基共聚樹脂作為高分子質量的增塑劑,減少了材料的生煙量,提高了強度和低溫柔性。這些優(yōu)點克服了阻燃添加劑使PVC在強度和柔性方面的損失以及液體添加劑使PVC發(fā)煙量增加的缺陷,因此ECR改性劑在低煙PVC中也充當了重要角色。
三者結合使用時,具有更優(yōu)良的阻燃抑煙效果,同時材料的力學性能也得到較好的保留。鐵化物和銻化物在ABS/PVC共混物中可以增大共混物的阻燃能力。同時發(fā)現兩種金屬氧化物在減少高分子燃燒時的發(fā)煙量方面有協(xié)同作用,在共混物燃燒過程中,對增加燒焦物的形成有促進作用。
其他系的一些金屬化合物也可作為PVC的阻燃抑煙劑使用,我們傾向于多種阻燃劑的復配使用,包括無機化合物之間的復配以及無機化合物和磷酸酯等有機化合物的復配使用。MoO3阻燃機理是在燃燒過程中與PVC形成殘?zhí)?,覆蓋在聚合物表面,達到阻燃抑煙的效果;含磷的增塑劑在受熱時分解成磷酸,磷酸受熱又生成聚偏磷酸。而聚偏磷酸有很強的脫水性,能在聚合物表面形成一層致密的碳化膜。
PVC阻燃抑煙技術的研究已經40年,各種阻燃劑對PVC的作用及阻燃機理的研究也有大量文獻報道,近年來,阻燃抑煙及表征分析技術又有了新的發(fā)展。金屬氧化物和氫氧化物仍然是主要的PVC阻燃抑煙劑,幾種金屬氧化物和氫氧化物復配使用及其與其他類的阻燃劑的復配使用得到了較多的研究。鋁和鎂的氧化物和氫氧化物是常用的阻燃劑。
經偶聯(lián)劑處理過的阻燃劑,由于增強了與基體的界面結合力,力學性能能到改善,阻燃抑煙性能也有所提高。PVC抑煙劑和阻燃劑的開發(fā)正朝高效、價廉、
塑料加工穩(wěn)定的方向發(fā)展。阻燃抑煙劑的顆粒粒徑越小,阻燃和抑煙的效果越好,因此納米級阻燃抑煙劑的開發(fā)成為新的研究方向。
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