不燃性气体原理,阻燃剂在中等温度下分解出不燃性气体,稀释可燃性气体和冲淡燃烧区氧浓度,阻止燃烧发生,卤系阻燃剂和硼系阻燃剂就是此类。
冷却机理,聚合物材料固体表面的阻燃剂能在较低温度下分解脱水,吸收潜热或发生吸热反应,大量消耗热量,从而阻止燃烧继续进行,次咯诶阻燃剂有氢氧化镁和氢氧化铝。
终止连锁反应机理,阻燃剂的分解产物易与火星游离基作用,降低某些游离基的浓度,是作为燃烧支柱的连锁反应不能顺利进行。
阻燃剂选择的原则
在燃烧过程的第二阶段,即可燃物热降解阶段,有效的阻燃剂可通过化学途径改变可燃物的热氧化降解模式,降低可燃气体浓度,或促进成炭、脱氢和脱水等。1、一个有效的阻燃剂应能以物理或化学方式影响物质燃烧过程中的一个或数个阶段,能延缓物质的燃烧并***终使燃烧熄灭。
在燃烧过程的第三阶段,即可燃物分解产生的气体被点燃的阶段,任何增加不燃气态分解产物浓度和降低可燃气态分解产物浓度的因素,都可在此阶段产生阻燃效果。另外,如果阻燃剂自身会分解,或者他们与被阻燃基质能够相互作用,可生成气态的自由基捕获剂,则也可降低燃烧速度。
一个理想的阻燃剂能同时满足上述条件,但这实际上几乎是不可能的,所以选择实用的阻燃剂时,大多是在满足基本要求的前提下,在其他要求间折衷和求得的综合平衡。
阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。每一种化学物质都有自己的***性,不能简单地根据化学物质中含有某种元素而将其划为一个家族,认为这个家族都具有一个共同的属性。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解,另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。 根据燃烧的链反应理论,维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区,燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,使燃烧反应速度下降直至终止。