阻燃剂机理 -回复

Vol.14高分子材料科学与工程No.4　1998年7月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJul.1998

氮系阻燃剂MCA阻燃尼龙6的机理研究

彭治汉 邓向阳*

(岳阳石油化工总厂研究院,岳阳,414014)

摘要　采用热失重(TG)、差热分析(DTA)等热分析方法和红外光谱热示踪法研究了氮系阻燃剂MCA对尼龙6热氧降解行为的影响及其作用本质。结果表明MCA改变了尼龙6热氧降解的历程,促进尼龙6直接碳化分解而达到阻燃目的。这一研究结果否定了藤野文雄建立的“升华吸热”的物理阻燃机制,提出了MCA凝聚相催化碳化膨胀的阻燃机理,为该MCA的深度应用和工业化生产奠定了理论基础。

关键词　氮系阻燃剂MCA,阻燃尼龙6,膨胀,阻燃机理

氮系阻燃剂MCA(以下简称MCA)是一种新

型高效的聚酰胺用添加型阻燃剂,由于其本身及分

解产物的低毒性,迎合了当今阻燃剂向高效低毒方

向发展的潮流,近年来在国内外受到了广泛的研究

和应用。关于其阻燃机理,藤野文雄认为是“升华吸

热”的物理阻燃方式,即通过MCA的“升华吸热”降

低聚合物材料的表面温度并隔绝空气而达到阻燃的

目的[1],这种观点已时常被认可[2]。

从阻燃剂对聚合物材料阻燃作用机制是制约或

延缓聚合物热氧降解行为这一基本特征出发,我们

采用热分析方法研究了MCA对尼龙6树脂的阻燃

机理。研究结果表明,MCA对尼龙6的阻燃作用在

于它改变了尼龙6热氧降解的历程,即两者相互作

用使表面形成碳化膨胀层。由此提出了MCA阻燃

尼龙6的阻燃作用是凝聚相催化碳化膨胀和气相稀

释阻燃的作用机理。

1　实验部分

1.1　试验材料

尼龙6树脂:工业Ⅱ型,相对粘度≥3.0,上海塑

料制品十八厂产品。MCA:岳阳石油化工总厂研究

院试制。

1.2　挤出造粒

尼龙6树脂在110℃真空干燥8h后,与MCA

及少量分散助剂按一定配方混料,在ZSK-30双螺

杆挤出机上于240～260℃挤出造粒,再干燥注塑制

樊慧庆

等：掺杂三氧化二锑的钛酸铋钠钾陶瓷的显微结构和电学性能

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第41卷第4期

DOI：10.7521/j.issn.0454–5648.2013.04.00

镁铝水滑石阻燃剂表面改性及其机理

徐 圣，曾虹燕，赵 策，廖梦尘，杨永杰，张 伟，陶 静，肖华淼

(湘潭大学化工学院，湖南 湘潭 411105)

摘 要：采用三聚磷酸钠(STPP)对镁铝水滑石(MAH)进行表面改性。X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱、热重–差热、红外光谱比表积测试和粒度

分析对改性前后的镁铝水滑石进行表征，考察了改性前后镁铝水滑石的吸油性能和润湿性能。结果表明：三聚磷酸根(5

310PO−

)包覆于镁铝水滑石粒子

表面，改性后的镁铝水滑石粒子表面疏水性增强，分散性明显提高。将改性前后镁铝水滑石样品与聚丙烯(PP)混合固化，测试其复合材料(MAH/PP、

SMAH/PP)阻燃性和力学性能，发现相对于MAH/PP，SMAH/PP复合材料力学性能有所提高，阻燃性能也得以改善。

关键词：镁铝水滑石；阻燃剂；改性；三聚磷酸钠；聚丙烯

中图分类号：TQ132.2，TQ326.9 文献标志号：A 文章编号：0454–5648(2013)04–

网络出版时间： 网络出版地址：

Surface Modification of the Mg–Al Hydrotalcite Flame-retardant

XU Sheng，ZENG Hongyan，ZHAO Ce，LIAO Mengchen，YANG Yongjie，ZHANG Wei，TAO Jing，XIAO Huamiao

(School of Chemical Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, Hunan, China)

Abstract: The surface modification of Mg–Al hydrytalcite particle (MAH) by sodium tripolyphosphate (STPP) was carried out. The

新型无机阻燃剂氢氧化镁的特点和阻燃机理简介

孙永明刘建兰俞斌(南京工业大学理学院，南京210009)

金属氢氧化物阻燃剂中，氢氧化铝进入市场早，消费量比氢氧化镁大得多。尽管得到合适的晶形已经很多年，氢氧化镁晶体生长比较难控制，原来生产氢氧化镁的过程很复杂，导致氢氧化镁价格相对高，一直困扰着它的实际应用[1]。近年来在沉淀法和水合法基础上开发了氢氧化镁生产的新工艺，使得氢氧化镁具有取代氢氧化铝的趋势。

1氢氧化镁阻燃剂的特点氢氧化镁Ｍｇ(ＯＨ)2,白色固体粉末，不溶于碱性物质，受热分解为氧化镁和水，加热到340℃时开始分解，430℃时分解速度最快，到490℃时完全分解。氢氧化镁晶体属于2价金属水合物族，晶体结构是层状的ＣｄＩ2型，形成连续的六边形，Ｍｇ2+层和ＯＨ-层互相重叠，每个镁离子被6个氢氧根离子配合从而形成Ｍｇ(ＯＨ)6八面体。标准状态下：Ｍｇ(ＯＨ)2(ｓ)ＭｇＯ(ｓ)+Ｈ2Ｏ(ｇ)△Ｈ=81.02ｋＪ/ｍｏｌ同样作为无机阻燃剂，氢氧化镁与氢氧化铝相比具有很多优点：①氢氧化铝热分解温度为245～320℃，与氢氧化镁分解温度340～490℃相比，有效使用范围低，适合用于加工温度比较低的树脂如ＡＢＳ、丙烯酸树脂和环氧树脂等。氢氧化铝由于分解温度较低，其中部分结晶水在材料加工时已经分解，易使制品多泡、多孔，自身的阻燃效果也下降。而氢氧化镁能使得被填加的材料承受更高的加工温度，有利于加快挤塑速度，缩短模塑时间。而且氢氧化镁的分解能比氢氧化铝大、热容高，能够吸入更多的热量，阻燃效果更好[2]。②氢氧化镁的粒度比氢氧化铝小，对材料加工设备磨损小，有利于延长设备的使用寿命。③氢氧化镁的减烟效果比氢氧化铝好，能中和聚合物燃烧产生的有毒气体如二氧化硫、二氧化碳等。④原料丰富、易得，海水资源中含有大量的镁盐，同时还有镁矿如菱镁矿、白云石和水镁石等。

2氢氧化镁阻燃的机理氢氧化镁属于填加型阻燃剂，受热分解释放出水气，同时吸收了大量的热量，可以降低材料表面的温度，使得聚合物降解的速度放慢，随之小分子可燃物质的产生也减少。释放出来的水气稀释了表面的氧气，使燃烧难以进行。氢氧化镁在材料表面形成炭化层，阻止氧气和热量的进入，并且氢氧化镁分解生成的氧化镁是高级耐火材料，所以当燃烧源消失，火就自动停止，起到阻燃的效果。由于氢氧化镁阻燃作用主要发生在聚合物降解区，减少可燃物的产生，而对预燃区作用很少，可燃物的完全燃烧影响很小，产生的烟雾也减少，并且氢氧化镁可以冲淡和吸收烟雾，所以氢氧化镁具有减烟效果[3]。

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精心整理 磷系阻燃剂的现状与展望 2009-12-23 11:27:21| 分类： 默认分类 | 标签： |字号大

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磷系阻燃剂的现状与展望

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来源:中国化工信息网 2009年3月24日

随着高分子材料在各个领域的广泛应用，有机高分子，在给人们的生产和生活带来巨大利益的同时，也会带来了潜在的火灾安全问题。为了减少火灾的发生，世界各国都在致力于研究和应用阻燃剂及阻燃材料。所谓阻燃剂就是能够提高可燃物的难燃性或自熄性的一种助剂，是塑料助剂中仅次于增塑剂消耗量的助剂。在各类阻燃剂中，磷系阻燃剂占有重要地位，它不仅克服了含卤型阻燃剂燃烧烟雾大、放出有毒及腐蚀性气体的缺陷，同时又改善了无机阻燃剂高添加量严重影响材料的物理机械性能的缺点，做到了高阻燃性、低烟、低毒、无腐蚀性气体产生。

1 阻燃机理及分类

1.1 磷系阻燃剂的阻燃机理

磷系阻燃剂的阻燃机理主要是形成隔离膜来达到阻燃效果，形成隔离膜的方式有2种。

(1)利用阻燃剂的热降解产物促使聚合物表面迅速脱水而炭化，进而形成炭化层。由于单质碳不进行产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，因此，具有阻燃保护作用。磷系阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用就是通过这种方式实现的。其原因是含磷化合物热分解得到的最终产物是聚偏磷酸，而它是强脱水剂。

(2)磷系阻燃剂在燃烧温度下分解生成不挥发的玻璃状物质，它包覆在聚合物的表面，这种致密的保护层起隔离层的作用。