阻燃機(jī)理凝聚相阻燃

通過(guò)阻燃劑的作用，在凝聚相改變纖維大分子鏈的熱裂解歷程，促進(jìn)發(fā)生脫水、縮合、環(huán)化、交聯(lián)等反應(yīng)，增加炭化殘?jiān)瑴p少可燃性氣體的產(chǎn)生。

在纖維大分子中引入芳環(huán)或芳雜環(huán)，增加大分子鏈間的密集度和內(nèi)聚力，提高纖維的耐熱性;或通過(guò)大分子鏈交聯(lián)環(huán)化，與金屬離子形成絡(luò)合物等方法來(lái)改變纖維分子結(jié)構(gòu)，提高炭化程度，抑制熱裂解，減少可燃性氣體的產(chǎn)生。

熔滴作用: 在阻燃劑的作用下，纖維材料發(fā)生解聚，熔融溫度降低，增加了熔點(diǎn)和著火點(diǎn)之間的溫差，使纖維材料在裂解之前軟化、收縮、熔融，成為熔融液滴滴落，大部分熱量被帶走，從而中斷了熱反饋到纖維材料上的過(guò)程，最終中斷了燃燒，使火焰自熄。滌綸纖維的阻燃大多是以此方式實(shí)現(xiàn)的。

吸熱作用: 某些熱容量高的阻燃劑在高溫下發(fā)生相變、脫水或脫鹵化氫等吸熱分解反應(yīng)，降低了纖維材料表面和火焰區(qū)的溫度，減慢熱裂解反應(yīng)的速度，抑制可燃性氣體的生成。如三水合氧化鋁分解時(shí)可釋放出3個(gè)分子水，轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嘈枰拇罅康拿撍疅帷?/p>

氣體稀釋作用: 阻燃劑吸熱分解后釋放出不燃性氣體，如氮?dú)狻⒍趸?、氨、二氧化硫等，這些氣體稀釋了可燃性氣體，或使燃燒過(guò)程供氧不足。另外，不燃性氣體還有散熱降溫作用。

覆蓋層作用:阻燃劑受熱后，在纖維材料表面熔融形成玻璃狀覆蓋層，成為凝聚相和火焰之間的一個(gè)屏障，這樣既可隔絕氧氣，阻止可燃性氣體的擴(kuò)散，又可阻擋熱傳導(dǎo)和熱輻射，減少反饋給纖維材料的熱量，從而抑制熱裂解和燃燒反應(yīng)。

阻燃作用的機(jī)理有物理的、化學(xué)的及二者結(jié)合作用等多種形式。

硼酸鹽的阻燃作用主要來(lái)自以下幾個(gè)方面：

1）能形成玻璃態(tài)無(wú)機(jī)膨脹涂層；

2）能促進(jìn)成炭；

3）能阻礙揮發(fā)性可燃物的逸出；

4）能在高溫下脫水，具有吸熱、發(fā)泡及沖稀可燃物的功效。水合硼酸鋅的阻燃機(jī)理是：當(dāng)溫度高于300 ℃時(shí)，硼酸鋅熱分解，釋放出結(jié)晶水，起到吸熱冷卻作用和稀釋空氣中氧氣的作用。另一方面，在高溫下硼酸鋅分解生成B2O3（若材料中含有氯或溴時(shí)還生成ZnX2，ZnOX。X為Cl或Br），附著在聚合物的表面上形成一層覆蓋層，此覆蓋層可抑制可燃性氣體產(chǎn)生，也可阻止氧化反應(yīng)和熱分解作用。此外，在含鹵材料中，燃燒時(shí)還產(chǎn)生BX3，BX3與氣相中的水作用生成HX，在火焰中有鹵素原子游離基生成，該游離基能阻止羥基游離基的鏈反應(yīng)，從而起到阻燃作用。

本試驗(yàn)的反應(yīng)原理是催化脫水論,主要是改變纖維的熱裂解過(guò)程,其阻燃機(jī)理是,阻燃劑在高溫下分解成磷酸,導(dǎo)致棉纖維素分子鏈在斷裂前產(chǎn)生強(qiáng)烈脫水反應(yīng)(C6H10O5)n→6nC 5nH2O,纖維分解炭化并產(chǎn)生水分,甚至發(fā)生某些交聯(lián)作用,阻止左旋葡萄糖的生成,抑制可燃?xì)怏w產(chǎn)生,使揮發(fā)性液體大大減少,固體碳量大大增加,同時(shí)經(jīng)阻燃整理的織物裂解溫度降低,裂解時(shí)間縮短,產(chǎn)物中可燃性氣體(CO、C2H4、C2H6)減小,不燃性氣體(CO2等)增加。

阻燃劑CP與六羥甲基三聚氰胺樹(shù)脂等其他助劑配制成整理工作液,采用一般軋→烘→焙工藝技術(shù),使阻燃劑分子中的羥甲基與纖維素纖維中的羥基反應(yīng)形成酯,以共價(jià)鍵牢固結(jié)合,因此具有較高的耐洗性,又因其屬單官能團(tuán),所以整理后的織物強(qiáng)力損失小。