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  硅橡膠的氧指數較以碳為主鏈的橡膠高,在燃燒時熱釋放速率低,火焰傳播速度慢,無滴落,且純硅橡膠燃燒時幾乎不生成有毒氣體,在燃燒后會在表面形成陶瓷化的碳硅層,能阻止熱、氧的交換和內部可燃物向外擴散與熱、氧接觸。由于硅橡膠在阻燃和耐高低溫方面的特殊性能,使其在航空航天、電子電氣、電力傳輸及機械部件等領域得到了廣泛的應用。盡管如此,硅橡膠仍存在可燃的缺陷,特別是其容易陰燃,存在潛在的燃燒風險。而目前應用于宇航、電子電氣及輸電線路等方面的硅橡膠往往要在高溫、發熱、高電壓及放電等條件下工作,所以對硅橡膠的阻燃性能提出了更高的要求,因此研究及制備具有良好阻燃性的硅橡膠在理論和應用方面都具有重要意義。

1燃燒特性和阻燃思路

硅橡膠在高溫下可能發生以下幾種反應:

(1)側鏈有機基團的氧化。在高溫熱空氣中側鏈有機基團會被氧化,分解出甲醛和甲酸

小分子,同時引起分子間以硅氧鍵交聯。

(2)主鏈熱重排降解。未封端或部分封端的硅橡膠通常有一定量的端羥基,在高溫下端羥基會引發分子主鏈解扣式的降解反應,分解出小分子環硅氧烷。在更高溫度下,即使是封端的硅橡膠分子鏈也會引發硅氧主鏈的熱降解重排,分解出小分子硅氧烷。

(3)在300℃以上硅橡膠側鏈的硅碳鍵也會裂解,產生甲烷等有機氣體,分子間通過硅碳鍵形成交聯。

(4)在更高的溫度下燃燒可生成二氧化硅,硅橡膠表面會形成由碳、硅和氧元素組成的陶

瓷層,這層陶瓷層具有一定的強度,可以起到阻隔熱量和可燃氣體與氧氣交換傳遞的作用。

  通過對硅橡膠燃燒特性的分析可以看出,發生解扣式降解生成環硅氧烷小分子對硅橡膠的阻燃不利;分子間發生交聯可形成較之前更穩定的結構,可在一定程度上抑制燃燒的繼續;燃燒后生成的陶瓷層可以起到阻隔熱量和氧氣與可燃物傳遞及反應的作用,從而抑制燃燒的繼續進行。雖然硅橡膠燃燒后生成的陶瓷層能起到阻燃的作用,但是生成的陶瓷層往往呈灰狀,或不夠連續,強度也不高,容易剝落,大大降低了其應有的阻燃功效。

所以提高硅橡膠的阻燃性能可從以下幾方面考慮:

(1)促進起阻隔作用的陶瓷層的生成,提高其連續性和強度;

(2)提高硅橡膠的穩定性,促進硅橡膠在高溫下的交聯,形成較穩定的結構;

(3)防止解扣式降解,減少可燃性小分子的放出;

(4)捕捉燃燒反應生成的自由基,抑制和減緩燃燒反應;

(5)加入無機填料,利用其分解吸收熱量,以達到降低聚合物溫度、提高導熱性及稀釋可

燃物濃度等目的。

來源：宏泰基阻燃材料，宏泰基阻燃劑。轉載請注明出處。

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