阻燃性有机硅高分子材料的研究进展

有机聚硅氧烷的阻燃研究进展周燕雪【摘要】Organic polysiloxane had the dual performance of organic polymer and inorganic silicon compounds , having both the flexibility and easy workability of polymer materials , as well as high temperature resistance , oxidation resistance and weather resistance of inorganic materials.In recent years , it increasingly aroused concern as a high efficient, non -toxic, low smoke, and environment -friendly flame -retardant.The recent application of organic polysiloxane for flame-retarded polymer material was summarized.%有机聚硅氧烷兼具有机聚合物和无机硅化合物的双重性能，既具有高分子材料的柔韧性、易加工性，又有无机材料的耐高温、耐氧化性、耐候性等优点，近年来作为一种高效、无毒、低烟、环境友好性阻燃剂正日益受到人们的关注。

文章将介绍近年来有机聚硅氧烷的阻燃研究进展。

【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)015【总页数】3页(P24-25,30)【关键词】有机聚硅氧烷;阻燃剂;研究进展【作者】周燕雪【作者单位】东莞理工学院，广东东莞 523808【正文语种】中文【中图分类】TQ314.24有机聚硅氧烷兼具有机聚合物和无机硅化合物的双重性能，主链骨架为Si－O－Si 柔软结构，侧链为有机基团如烷基、烷基取代基、苯基等，分子本身具有有机/无机杂化结构，既具有高分子材料柔韧性、易加工性，又有无机材料的耐高温、耐氧化性、耐候性等优点，近年来作为一种高效、无毒、低烟、环境友好性阻燃剂受到人们的广泛关注，共混或共聚并入聚合物中具有明显的抗热氧稳定性和阻燃作用。

有机硅的阻燃性能与机理随着科技的不断发展，有机硅作为一种新型的高分子材料被广泛应用于各个领域。

相比于传统的有机材料，有机硅具有许多优异的性能，例如耐高温、耐腐蚀、耐候性好等。

然而，由于其材料结构的特殊性质，有机硅也存在着一些缺陷，其中之一就是其较差的阻燃性能。

为了提高有机硅的阻燃性能，科学家们开展了大量的研究，取得了一些积极的进展。

本文将探讨有机硅的阻燃性能与机理。

有机硅的阻燃性能不足阻燃性是评价一种材料抵抗火灾能力的重要指标。

在发生火灾时，如果材料没有良好的阻燃性能，就容易引起火势迅速蔓延，给人民生命财产造成不可预估的损失。

然而，有机硅的阻燃性能却不是很理想。

有机硅中的硅元素能够提供优异的热稳定性和机械强度，但是由于其C-Si键及Si-O键的极性小，化学键的活性低，导致其材料本身难以燃烧并且难以吸附住大量的自由基和不稳定的分子，从而无法有效地燃烧过程进行阻断。

有机硅的阻燃机理为了解决有机硅的阻燃性能问题，科学家们对其阻燃机理进行了深入的研究。

首先，目前学界认为有机硅的阻燃机理主要包括两类：一类是在有机硅中加入阻燃剂，使其具有更好的阻燃性能；另一类是直接利用有机硅分子中的官能基和杂原子进行改性。

一、加入阻燃剂目前，磷系、氮系、卤系等阻燃剂已被广泛地应用于有机硅的阻燃改性中。

在加入这些阻燃剂之后，可以增强有机硅材料的阻燃性和延迟燃烧作用，有效地遏制火灾的蔓延。

1.1 磷系阻燃剂磷系阻燃剂是一种常用的有机硅阻燃添加剂。

这些阻燃剂在高温下可以分解和去质子化，在分解产物中生成含磷的中间体，进而与火灾反应产生破坏自由基，抑制火焰蔓延。

1.2 氮系阻燃剂氮系阻燃剂也是一种常用的有机硅阻燃添加剂，其中以三聚氰胺和Melamine最为常用。

这些阻燃剂能够提供大量的氮原子，抑制一氧化碳和氢气等可燃气体的生成，从而控制火灾的发展。

1.3 卤系阻燃剂卤系阻燃剂包括氯、溴等元素。

这些元素能够在高温下产生可燃气体，从而干扰反应中的化学平衡，以达到抑制火焰蔓延的目的。

并连锁风机停止运转。

5 结束语本文对地下停车场的通风排烟系统设计中的一些问题和做法及应该注意的一些事项进行了较全面的概括,但该类问题涉及专业面广、起步晚、规范要求不全等特点,笔者有不正之处,希专家、同仁批评指正!参考文献:[1] GB 5004521995(2005年版),高层民用建筑设计防火规范.[2] DBJ 0822000,上海市民用建筑防排烟技术规程.[3] 何耀东.中央空调.冶金工业出版社,1998.4.[4] 陆耀庆.实用供热空调设计手册.中国建筑工业出版社,1993.6.收稿日期:2005207226;修回日期:2006203209作者地址:浙江省温州市车站大道大诚大厦E 栋3楼含硅高分子阻燃材料热解阻燃机理研究进展陈伟红,王 华(中国人民武装警察部队学院消防工程系,河北廊坊 065000)摘要:综述了有关含硅高分子阻燃材料的热解行为,对比不同含硅高分子聚丙烯酸甲酯(PM MA)体系材料的热释放速率、质量损失、红外光谱图,在分析热解产物中Si 元素分布及形貌变化的基础上对含硅高分子阻燃材料热解阻燃机理研究进行了评述。

关键词:阻燃材料;热解;聚硅氧烷;硅溶胶1 引言固体物质在热源和引火源作用下首先发生热分解释放出可燃性挥发物,而后是产生的可燃性气体发生剧烈的氧化反应,并放出大量的热。

因此,材料的燃烧速度快慢在一定程度上取决于材料热分解速度。

阻燃剂是向材料中添加的起到阻止或延缓材料燃烧的化学物质。

按其作用机理分为气相和凝固相阻燃剂两类。

气相阻燃剂如卤素类主要通过阻止气相中自由基链锁反应起到阻燃目的,而凝固相阻燃剂则通过提高材料的热分解温度、降低热分解速度和减小热释放速率等方式,起到延缓材料热分解和阻止热量向材料表面传输而达到阻燃的效果。

气相阻燃剂存在自身的弊端,其反应生成的物质会对大气造成破坏,随着人们对环境保护的日益重视,新型环保阻燃剂受到重视[1]。

由于含硅阻燃剂少烟、无毒,燃烧热释放速率低等特点,越来越受到重视,其发展空间广阔[2]。

张臣(华南师范大学化学与环境学院，广东广州 510006)[摘要]文章综述了对聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚倍半硅氧烷(POSS)和硅树脂等有机硅类阻燃剂在聚酯中的应用研究进展，展望了有机硅阻燃剂的应用前景。

[关键词]聚二甲基硅氧烷；聚倍半硅氧烷；硅树脂；阻燃剂随着防火安全标准和环保法规越来越严格，具有发烟量大、毒性等缺点的卤系阻燃剂逐渐被无卤阻燃剂所取代。

由于有机硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外，还能改善基材的其他性能(如加工性能、机械性能、耐热性能等)，生态友好，阻燃材料的循环使用效果较好，能满足人们对阻燃剂的严格要求，近几年有机硅阻燃剂及其阻燃技术得到了较快的发展[1]。

有机硅阻燃剂已经开始应用于塑料中(如PS、PEI、PU、环氧树脂等)，但应用于聚酯(如聚碳酸酯、PET、不饱和聚酯等)中的文献报道还不多，尚属于较新的研究领域。

文章介绍了有机硅阻燃机理，对聚二甲基硅氧烷PDMS、聚倍半硅氧烷POSS和硅树脂在聚酯中阻燃性能的研究进展进行了综述，展望了有机硅阻燃剂的应用前景。

1 有机硅阻燃剂的阻燃机理一般认为，硅氧链节的阻燃作用是按凝聚相阻燃机理，而不是按气相机理进行的，即通过生成裂解炭层和提高炭层的抗氧化性实现其阻燃功效。

硅氧链节能促进材料在高温下成炭，而炭层中的硅氧链节又有助于形成连续的、抗氧化的硅酸盐保护层；因而可显著提高材料的氧指数及抗高温氧化性能，并保护炭层下的基材免遭破坏。

这种类似于膨胀型阻燃剂的功能，不仅对材料的阻燃性贡献相当理想，而且使材料燃烧时生成的烟量和腐蚀性气体量大为降低，这更是人们对当代阻燃材料所特别希望的。

聚合物主链所含的硅氧链节，还可提高材料的耐湿性和链的柔顺性能，改善材料的性能。

特别是，聚合物中的Si(以及P，Mn等)可赋予材料耐氧自由基的能力，因而将这种材料用于宇航系统时，可减轻它们在低轨道环境时发生的降解和失重。

此外，含硅聚合物受热分解时，生成CO2、水蒸气和SiO2，所以是毒性低的材料。

高分子材料阻燃技术的研究摘要:本文从高分子材料的阻燃机理入手，阐述了高分子材料阻燃剂的分类，研究了高分子材料阻燃技术的进展情况。

关键词:高分子材料；阻燃机理；阻燃剂；进展前言高分子材料因其性能优异、价格低廉而被广泛地应用于各类建筑和人民生活的各个领域，但是大多数高分子材料属于易燃、可燃材料，在燃烧时热释放速率大，热值高，火焰传播速度快，不易熄灭，有时还产生浓烟和有毒气体，对人们生命安全和环境造成巨大的危害。

因此，如何提高高分子材料的阻燃性，已经成为当前消防工作一个急需解决的问题。

1高分子材料的燃烧及阻燃机理高分子材料在空气中受热时，会分解生成挥发性可燃物，当可燃物浓度和体系温度足够高时，即可燃烧。

所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程，涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应场及气相中的链式燃烧反应等一系列环节。

当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解，且分解产生的可燃物达到一定浓度，同时体系被加热到点燃温度后，燃烧才能发生。

而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。

当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时，高分子材料燃烧才能继续，否则将中止或熄灭。

从高分子材料的燃烧机理可看出，阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。

其中包括六个方面:提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。

目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。

一般阻燃机理分为气相阻燃机理、凝聚相阻燃机理和中断热交换阻燃机理。

燃烧和阻燃都是十分复杂的过程，涉及很多影响和制约因素，将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的，一种阻燃体系往往是几种阻燃机理同时起作用。

2高分子材料阻燃剂的分类阻燃剂是用于提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。

有机硅阻燃剂协同阻燃作用的研究进展周安安(浙江科技学院生物与化学工程学院,杭州310023) 摘　要:论述了有机硅阻燃剂与卤系[如四溴双酚A 双(2,3-二溴丙基)醚]、磷系(如聚磷酸铵)、无机系(如氢氧化铝和氢氧化镁)阻燃剂以及某些非阻燃物质(如硬脂酸盐、沥青、硅酸钾、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、碳酸钙等)协同阻燃的研究状况、发展趋势和应用前景。

关键词:有机硅,阻燃剂,协同效应,卤系阻燃剂,磷系阻燃剂,氢氧化铝,氢氧化镁,沥青中图分类号:TQ634141 文献标识码:A文章编号:1009-4369(2005)06-0028-04收稿日期:2005-07-10。

作者简介:周安安(1973—),男,博士,讲师,主要从事有机硅材料的合成及理论研究。

E 2mail :zhouanan @hzcnc 1com 。

有机硅阻燃剂是高效、生态友好、防熔滴并抑烟的新一代非卤成炭型阻燃剂,不仅能改善基材的加工性能、机械性能及耐热性能等,而且被阻燃材料的循环利用效果也十分优异[1～7];因此,作为阻燃剂的后起之秀,从20世纪80年代开始得到迅速发展,理论研究与新品开发均日趋活跃。

但单一的有机硅阻燃剂仅对部分高聚物(主要是聚碳酸酯)卓有成效,适用面不广[6]。

人们发现,将有机硅阻燃剂与传统阻燃剂或某些非阻燃物质一起使用时不仅具有显著的协同阻燃作用、广泛的适用性,且具有明显的互补性;发展潜力和应用前景十分光明[8,9]。

本文主要介绍了近年来有机硅阻燃剂的协同阻燃研究状况,并评述了其发展趋势和应用前景。

1　有机硅阻燃剂与传统阻燃剂的协同阻燃作用有机硅阻燃剂与传统阻燃剂并用时,在燃烧过程中,两者能相互促进,形成含硅炭化保护层。

与常规炭层相比,此类炭层结构致密稳定,抗氧化能力大大增强;因此,具有卓越的隔热抑烟、断绝氧的供应,并防止熔滴滴落等功能,从而获得协同增效的阻燃作用[10,11]。

且有机硅阻燃剂的存在,还能改善被阻燃材料的成型加工及机械、耐热等性能。

阻燃高分子材料及其阻燃剂研究进展【摘要】自1735年Wyld申请了国际上的第一篇关于阻燃剂的专利直到现在，国内外许多科研机构和高等院校都召集科研人员致力于阻燃科学的研究，这在多数工业发达国家尤为显著。

其中阻燃高分子材料的研究是阻燃科学研究的其中一个重要内容。

本文主要介绍阻燃高分子材料及其阻燃剂的分类、作用机理等。

通过分析阻燃剂的发展方向，预测了阻燃高分子材料发展的一些新动向。

【关键词】阻燃高分子阻燃剂聚酯极限氧指数目前，在工业生产过程中和人们的生产生活中大都使用可燃的高分子材料。

随着高分子材料在工业生产以及生活中的广泛应用，潜在发生火灾的危险也在逐日增加，因而，开发和研究新型的高分子阻燃材料，用以提高社会生产和人们生活的安全保障，这已逐步让国内外的材料科学的学者们的关注。

到目前为止，阻燃尼龙、阻燃热塑性饱和聚酯、阻燃聚乙烯、阻燃聚丙烯等，都是发展比较成熟的阻燃高分子的材料。

1 阻燃高分子材料的类型目前，国内外尚无明确的界定关于阻燃高分子材料的分类形式，但一般可按获取阻燃性能的方式划分，可将其分为本质阻燃高分子材料和非本质阻燃高分子材料两种。

其中非本质阻燃高分子材料还可根据添加阻燃剂的方式，分为添加型和反应型两种。

其中添加型阻燃高分子材料，就是在加工高聚物过程中将阻燃剂以物理方式分散其中而形成的阻燃性；反应型阻燃高分子材料则是在高聚物合成过程中加入阻燃剂。

目前，添加型阻燃高分子材料应用范围最广泛。

2 阻燃剂目前，基本以阻燃剂对高分子材料进行处理作为制备阻燃高分子材料的主要方法，阻燃剂大多数采用的是添加型，只有极少数采用反应型。

阻燃剂的性能在很大程度上决定了高分子阻燃材料性能的好坏。

到目前为止，阻燃高分子材料的研究主要方向仍然是阻燃剂的研究。

2.1 常用的阻燃剂有哪些现在使高分子材料阻燃性发生改变的阻燃剂基本有卤系阻燃剂和磷系阻燃剂两种。

卤系阻燃剂大多含有氯、溴等物质，其阻燃效果明显，在我们的生产和生活中已经被广泛地应用。

有机硅阻燃剂的合成及应用研究有机硅阻燃剂的合成及应用研究随着科技的不断发展，人们对阻燃材料的需求也越来越高。

作为一种新型的阻燃剂，有机硅阻燃剂因其良好的阻燃性能和环境友好性在阻燃材料领域引起了广泛的关注。

本文将探讨有机硅阻燃剂的合成方法及其在实际应用中的表现。

一、有机硅阻燃剂的合成方法有机硅阻燃剂主要通过有机硅化合物与阻燃剂之间的反应合成得到。

常用的合成方法有以下几种：1. 直接合成法：将有机硅化合物与含有阻燃元素的化合物进行反应，得到有机硅阻燃剂。

这种方法操作简单，但对反应条件的要求较高。

2. 缩合反应法：将含有阻燃元素的化合物与有机硅醇或硅烷进行缩合反应，以得到有机硅阻燃剂。

这种方法可以在常温下进行，且反应产物易于分离和纯化。

3. 置换反应法：利用有机硅化合物的活性基团与其它化合物发生取代反应，进而获得有机硅阻燃剂。

这种方法反应条件温和，适用性较广。

二、有机硅阻燃剂的应用研究有机硅阻燃剂在实际应用中具有广泛的前景。

以下是有机硅阻燃剂在不同领域的应用研究进展：1. 塑料领域：有机硅阻燃剂可以通过与塑料混合，提高塑料的阻燃性能，降低燃烧速率和烟气释放量。

研究表明，有机硅阻燃剂可以显著提高阻燃聚合物的耐热性和耐燃性。

2. 橡胶领域：有机硅阻燃剂可与橡胶共混，提高橡胶产品的阻燃性能。

例如，在橡胶电缆中添加有机硅阻燃剂，可以降低电缆的燃烧速率和烟气密度。

3. 纺织领域：有机硅阻燃剂可以与纺织品纤维结合，提高纺织品的阻燃性能。

研究发现，添加有机硅阻燃剂的阻燃纺织品具有良好的耐洗涤性能，可实现多次循环使用。

4. 电子领域：有机硅阻燃剂可应用于电子设备中，提高电子产品的阻燃性能。

研究表明，有机硅阻燃剂可以显著降低电子产品的燃烧速率和烟气毒性。

5. 建筑领域：有机硅阻燃剂可用于建筑材料中，提高建筑材料的阻燃性能。

例如，在可燃墙体材料中加入有机硅阻燃剂可以有效减缓火势的蔓延，保护人员和财产的安全。

综上所述，有机硅阻燃剂的合成方法和应用研究已经取得了显著的进展。

硅树脂改良阻燃材料的进展摘要硅树脂是一种主链为Si-O-Si的热固性聚硅氧烷聚合物，这一物质具有比较高的交联结果，并且使用分子链结构硅树脂具有很多的优势，比如说能够耐老化、耐氧化以及耐高低温，此外也是一种具有环保性质的材料。

硅树脂作为一种阻燃材料可以有效提升高分子材料的阻燃性能，也不会破坏掉高分子材料的机械性能以及加工性能。

硅树脂在实际燃烧的这一过程中并不会产生一些有毒气体，比如说卤化氢。

所以，作为一种具有环保性能的阻燃材料，硅树脂得到了业界的广泛重视。

本文主要阐述了硅树脂及其阻燃的相关内容以及硅树脂阻燃机理，进一步介绍了硅树脂提升高分子材料的阻燃性能研究，以期为我国的材料化工工作作出一定贡献。

关键词硅树脂；改良；阻燃材料；进展前言硅树脂材料由于具有优异的阻燃性被广泛应用在业界，合理地利用硅树脂材料可以在一定程度上提升高分子材料的阻燃性，能发挥出其最大价值，本文主要研讨了硅树脂改良阻燃材料的一些工艺方法，在提升工艺的前提下提升环保性能。

一、硅树脂及其阻燃概述硅树脂是一种以Si-O-Si结构为主链，侧基适宜苯基、甲基以及乙烯基等组成的一种无机-有机杂化高分子材料。

其中，无机机构Si-O-Si中的硅氧键键能高达460kJ/mol，这就从侧面显示出其具有比较好的耐高温性能。

通过调节其中的链接数，可以让硅树脂具备比较好的韧性以及弹性。

硅树脂除了具备优秀的韧性以及弹性之外，还具备耐高温的性能，耐水性、电绝缘性以及耐磨性能。

针对硅树脂这些比较优良的性能，硅树脂在受到了一定重视，被广泛的应用在了航天制造、机械制造以及电子制造等行业中。

硅树脂还是一种具有环保性能的材料，作为阻燃剂可以在高分子材料生产的这一过程中，直接添加在高分子材料内部来提升高分子材料的阻燃性能，还可以通过喷涂的形式在高分子材料的表面部分形成一个阻燃涂层，这样可以有效提升高分子材料的整体阻燃性能。

将硅树脂当做阻燃剂添加在高分子材料中，不仅可以有效提升高分子材料的阻燃性能，还可以改善高分子材料的加工性能以及机械性能[1]。

高分子材料的阻燃技术探讨高分子材料是一种具有良好的机械性能、热学性能和化学性能的材料，广泛应用于建筑、电子、汽车、航空航天等领域。

高分子材料在遇到火灾等危险情况时，由于其易燃性和燃烧性，往往会造成严重的人员伤亡和财产损失。

对高分子材料进行阻燃处理，提高其阻燃性能，是保障人们生命财产安全的重要措施。

本文将探讨高分子材料的阻燃技术，以及目前的研究现状和发展趋势。

一、高分子材料的阻燃机制高分子材料的阻燃机制主要包括物理隔离阻燃、气相阻燃和凝相阻燃三种方式。

物理隔离阻燃是通过添加难燃物或者填料，形成一层保护膜，隔离空气和热源，减缓材料的燃烧速度。

气相阻燃是通过添加阻燃剂，使材料燃烧时释放出的气体中含有大量的氮气、二氧化碳等无燃烧气体，降低氧气浓度，抑制燃烧。

凝相阻燃是在高温下阻断燃烧链反应，通过添加具有镇燃性能的化合物，使燃烧链断裂，达到阻止火焰蔓延的目的。

二、高分子材料的阻燃技术研究1. 添加阻燃剂目前，广泛应用于高分子材料阻燃的主要方法之一是添加阻燃剂。

阻燃剂主要分为氮系阻燃剂、磷系阻燃剂和氢氧系阻燃剂三种类型。

氮系阻燃剂是指在高温下可以分解成氮化合物的化合物，如氯氧化铝。

磷系阻燃剂是指在高温下可以分解成磷氧化合物的化合物，如氧化三苯酚磷。

氢氧系阻燃剂是指在高温下可以产生水的化合物，如硼砂。

这些阻燃剂可以在高温下分解，产生大量的无燃烧气体，减少氧气浓度，抑制火焰的蔓延，达到阻燃的效果。

2. 表面涂层技术除了添加阻燃剂，表面涂层技术也是一种常用的高分子材料阻燃方法。

通过在高分子材料表面涂覆一层难燃物质，形成一层保护层，阻止火焰的蔓延，达到阻燃的效果。

目前，常用的难燃物质包括氯丁橡胶、石棉、叠氮化钛等。

3. 共混改性技术共混改性技术是将高分子材料与阻燃剂进行物理或化学共混，形成高效的阻燃体系。

通过改性增容体系的稳定性，提高阻燃效果，达到延缓燃烧速度的目的。

目前，共混改性技术在高分子材料的阻燃领域得到了广泛的应用，取得了一定的研究成果。