利用含鹵環氧化合物降低環氧樹脂可燃性
發布者：asd 發布于：2016/8/17 16:12:39 點擊率：4154
環氧樹脂具有相當低的熱穩定性、光穩定性和較高的可燃性。在溫度超過150℃時被分解，在400起燃；燃燒的線速度和重量速度分別為3.4—4毫米/分和7-8克/厘米2。在燃燒時相應的表面溫度—500-530℃，火焰溫度—950-970℃。
環氧聚合物燃燒性像其它高分子化合物一樣，與它們的化學組成有關。尤其是這些聚合物的阻燃性主要受齊聚物分子中氧和碳的比例的影響(氧指數等于0.198-0.238)。一般講，隨著分子中氧含量的增加燃燒性加大。因為，脂環族環氧樹脂具有最大的O和C的比例，所以它的燃燒速度最大。環氧聚合物的可燃性救災受含有的固化劑影響。用二羧酸酐固化的環氧齊聚物比用胺類固化的同類齊聚物的燃燒性大。
在制備含有固化劑、填料和其它組分的以環氧樹脂為基礎的混合料時，可以通過以下幾種途徑使它的固化物具有阻燃性：利用阻燃性牌號的環氧樹脂；阻燃性固化劑；專門的阻燃添加劑；阻燃填料。
給予環氧齊聚物阻燃性的取代物是含鹵、磷、氮、硫原子的添加劑。添加劑—無機物或有機物，可以單獨的或相互配合的使用。作為鹵素的阻燃添加劑主要利用氯和溴。在評價阻燃物質作用效率時，應該考慮碳—氯鍵的離解能量為280.7千焦耳/克分子,而碳—溴鍵的離解能量為226.5千焦耳/克分子。因而含溴混合物在分離時比較容易形成基團，增加阻燃作用的效率。含量鹵阻燃添加劑的作用效率排列如下：含鹵脂肪族化合物、含鹵脂環族化合物、含鹵芳香族化合物。主要的問題，乃是在這些阻燃添加劑加入聚合物時，它們的熱穩定性順序恰恰與上述的相反。這樣一來，對環氧聚合物為基礎的有較高阻燃性物質的類別和選擇方法，必需考慮應用的范圍、物質加工的條件、價格、性能和其它因素。由于利用各種阻燃劑的混合物的結果，成功地提高效率和改善它們的性能。具有好的性能、特點和高的阻燃性的通常材料，在某些場合，為了賦予聚合物阻燃性必須引入大量的含鹵化合物。
給予環氧聚合物阻燃性的方法，最廣泛利用引入含鹵化合物。作為添加劑應用于聚合材料，并已有工業規模生產的，根據資料介紹已約有2300多種化學化合物和混合物。必須注意，幾乎在所有使用含鹵有機衍生化合物的阻燃劑場合，都要有一定數量的三氧化二銻與它相配合。而且在沒有氯化衍生物時三氧化二銻并不能影響聚合物的阻燃性能。在聚合物燃燒時氧化銻阻燃作用取決于阻燃劑的阻燃機理。
由于產生游離的H和OH基形成支鏈，促使火焰在氣相中蔓延。R中脫離出H、OH變成水，和形成R.，氧化以后重新形成OH，和繼續燃燒。隨著H和OH基減少，燃燒減緩和火焰熄滅。在氯烴存在下，預熱分解范圍中，三氧化二銻進行如(1)等系例的化學反應。在600℃溫度以上材料表面的氧化銻層，于火焰區中進行(2)系例所示的反應。由反應式(2)可經看出，Sb2O3與所有的HCl反應生成SbOCl，在氣相中進一步反應析出三氧化二銻，發生復分解作用。這樣一來，三氧化二銻起著與氯化氫反應的作用，和防止它過早的揮發，因此使鹵化氫分解的梯度縮小。氯化氫過早的揮發會導致聚合物失鹵，加速燃燒，因為在低含鹵情況下甚至會激烈燃燒。而三氧化二銻與它起作用，使之保持在聚合物中。為此，必須確定在聚合物中最適宜的組分含量比例，某些含量超出最適宜的范圍，將增加聚合物的燃燒性。
這樣一來，把阻燃劑引入到聚合物中，產生抑制燃燒，減小燃燒區的熱量。此外，鹵化銻化合物在聚合材料表面形成保護膜，制止氧進入燃燒區，結果使火焰熄滅。
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