時間:2016年02月06日 分類:科學(xué)技術(shù)論文 次數(shù):
阻燃材料是能夠抑制或者延滯燃燒而自己并不容易燃燒的材料,廣泛應(yīng)用于服裝、石油、化工、冶金、造船、消防、國防等領(lǐng)域。本篇材料科技論文介紹了阻燃材料的重要性、阻燃劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及探索和對未來阻燃材料的綠色化發(fā)展的展望,對于環(huán)境保護和人身財產(chǎn)安全意義重大。
推薦期刊:《紡織科學(xué)研究》內(nèi)容覆蓋國內(nèi)外紡織研發(fā)、生產(chǎn)、消費、投資、管理、營銷、文化、教育等各領(lǐng)域,將科學(xué)精神貫穿于分析研究行業(yè)熱點、難點等重大問題的全過程。在紡織行業(yè)科技與品牌引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、全面建設(shè)紡織強國的重要時期,充分發(fā)揮“科技是第一生產(chǎn)力”的輿論導(dǎo)向作用,廣泛宣傳報道紡織產(chǎn)業(yè)最前沿的科學(xué)發(fā)明和科技成果,以及科學(xué)的生產(chǎn)方式與發(fā)展方式,推動紡織行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:阻燃劑;納米;綠色化學(xué);阻燃材料
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進(jìn)步,人們生活水平也得到提高,各種各樣的高分子材料運用到生活和生產(chǎn)中。記得有這樣的一句諺語“致富千日功,火燒當(dāng)日窮”,這句話很好的體現(xiàn)出了火災(zāi)的危害性。由于高分子材料耐火性差而引起的火災(zāi)越來越多,所以,當(dāng)前對有機高分子材料進(jìn)行阻燃處理的工作十分嚴(yán)峻和重要。
一、阻燃材料綠色化的重要性
(一)當(dāng)前阻燃材料缺陷多
隨著生活水平的提高,環(huán)境友好產(chǎn)品受到人們的親睞,成為人們追求的目標(biāo)。各種無鹵、鹵系的阻燃劑的應(yīng)用以及綠色環(huán)保阻燃劑的研究成為最活躍的研究領(lǐng)域。由于我國阻燃劑存在水平低、效能低的問題,甚至一些新開發(fā)的無鹵阻燃劑的總體水平更低且缺陷多,所以很難適合中高檔產(chǎn)品的使用。
(二)對于環(huán)境保護和人身財產(chǎn)安全意義重大
當(dāng)前,綠色化學(xué)掀起了一場產(chǎn)業(yè)革命,并迅速在全球興起,阻燃材料綠色化的時代也將來臨。人們?nèi)粘I钏栌闷反蠖嗍怯镁酆衔镒龀傻模沁@些聚合物易燃,容易造成火災(zāi)事故。而在火災(zāi)中產(chǎn)生的煙和有毒氣體不利于救援工作的進(jìn)行,從而增加了人員傷亡,造成了更多的財產(chǎn)損失。更重要的是,有毒氣體和濃煙排放到空氣中造成了空氣污染等環(huán)境問題。阻燃劑是從減少材料著火機會和減慢火焰蔓延速度兩個方面來防止或減少火災(zāi)發(fā)生的。阻燃材料的使用和綠色化對于人們的人身、財產(chǎn)安全和環(huán)境的保護有著很重要的意義。
二、阻燃材料的現(xiàn)狀和探索
目前阻燃劑的種類繁雜,可分為以下幾類:
(一)鹵系阻燃劑
鹵系阻燃劑有著添加量少、阻燃效果顯著的優(yōu)點,使其在阻燃材料領(lǐng)域中占有重要地位,成為當(dāng)前世界上產(chǎn)量最大的阻燃劑之一。鹵系阻燃劑的產(chǎn)品主要有:四溴鄰苯二甲酚酐、四溴雙酚A、五溴甲苯和十溴二苯醚等等。雖然有著很大優(yōu)點且應(yīng)用廣,但是鹵系阻燃劑存在一個致命的問題。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的時候,阻燃劑里起主要阻燃作用的氣體是有毒、有腐蝕性的,這就給施救人員造成了妨礙,甚至?xí)斐?ldquo;二次傷害”。所以,鹵系阻燃劑會被逐漸淘汰,阻燃劑的發(fā)展和研究會朝著清潔、綠色、環(huán)保的方向發(fā)展。
(二)無鹵阻燃劑
1 磷系阻燃劑
磷系阻燃劑受熱分解,生成一種聚偏磷酸的物質(zhì),此物質(zhì)穩(wěn)定性強,易在表面形成隔離層。同鹵系阻燃劑一樣,磷系阻燃劑有著用量少、阻燃效果好、對環(huán)境污染少的優(yōu)點,也得到了廣泛應(yīng)用。磷系阻燃劑的缺點就是其中的主要物質(zhì)紅磷易吸濕,從而產(chǎn)生有毒氣體。除此之外,還有易水解、煙量大、穩(wěn)定性差的缺陷。隨著阻燃材料綠色化的探索和研究,要逐漸把磷系阻燃劑從單磷類向雙聚或多聚類阻燃劑發(fā)展。
2 金屬氫氧化物阻燃劑
金屬氫氧化物阻燃劑被稱為無公害阻燃劑,具有無毒、煙量小、腐蝕小、熱穩(wěn)定性好和價格低的優(yōu)點。主要品種有氫氧化鋁和氫氧化鎂。金屬氫氧化物的工作原理是這樣的,他們把燃燒區(qū)域的溫度降到燃點以下,使燃燒物自動熄滅,過程中產(chǎn)生熔點高的的氧化物,使其能很好的阻擋熱傳導(dǎo),起到阻燃劑的作用。
(三)綠色、環(huán)保阻燃劑
1 膨脹型阻燃劑
膨脹型阻燃劑屬于綠色、環(huán)保的阻燃劑,以磷、碳、氮為主要成分。膨脹型阻燃技術(shù)已十分成熟,并成為當(dāng)前最活躍、最重視的研究領(lǐng)域之一。其工作原理是這樣的,在高溫下,產(chǎn)生一種無機酸,和多元醇產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)之后脫水碳化,形成的水蒸氣和不燃燒的氣體膨脹,使炭層也隨之膨脹,最后形成一層結(jié)實的泡沫層。這個泡沫層有許多細(xì)小的微孔,附著在著火的表面,有效的抵擋了氧氣的進(jìn)入,從而達(dá)到阻燃的目的。
2 有機硅阻燃劑
有機硅阻燃劑也是一種新型的、剛開發(fā)的無鹵阻燃劑。具有高效、低煙、低毒的特點。它不僅是一種阻燃劑,還是一種成炭型抑煙劑。有機硅是一種特殊的材質(zhì),它不但能很好的阻燃抑煙,還能提高材料的強度、改善材料的性能。作為一種新型的綠色的阻燃劑,有機硅阻燃劑有著良好的發(fā)展前途。
3 納米阻燃劑
何謂納米復(fù)合材料?納米復(fù)合材料就是在納米尺寸或分子水平的標(biāo)準(zhǔn)下,把材料中的一個或多個組分均勻的分散在另一組分的基體里。納米無機阻燃劑是環(huán)保新型阻燃劑的代表,以無鹵、無毒、低煙的優(yōu)點所為人知。納米無機阻燃劑的使用很靈活,既能單獨使用,添加到聚物材料中去,也可以和傳統(tǒng)的阻燃材料一起配合使用。另外,因為對材料的力學(xué)、物理性能影響較小,而且添加量少,使納米阻燃劑成為新型綠色環(huán)保阻燃劑的領(lǐng)頭者。
三、阻燃材料綠色化發(fā)展的展望
(一)發(fā)展新型環(huán)保的產(chǎn)品
雖然鹵系阻燃材料優(yōu)點多多,但是毒性太大,會造成很多環(huán)境問題,最終會被綠色環(huán)保的新型產(chǎn)品所代替。我們要開發(fā)研究新型環(huán)保阻燃材料產(chǎn)品,像納米材料、成炭型材料和促進(jìn)成炭型阻燃材料等等,都是我們開發(fā)研究的重點對象。
(二)生產(chǎn)過程使用無毒無害的原料、催化劑和綠色工藝
在生產(chǎn)阻燃劑的過程中多使用無毒無害的原料、催化劑或者綠色工藝等等。比如,在制作膨脹型阻燃劑時,可以不用通過復(fù)雜的工序,而是通過化學(xué)反應(yīng)形成單一的化合物;在制作納米復(fù)合材料的時候,工序要保持簡潔,清潔工藝是個不錯的選擇,像水熱法。
(三)建立完善與綠色阻燃材料相關(guān)的法律法規(guī)
應(yīng)該建立健全有關(guān)綠色阻燃材料相關(guān)的法律法規(guī)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),比如高聚物材料燃燒時煙的釋放標(biāo)準(zhǔn)和毒氣的釋放標(biāo)準(zhǔn)。對于各種有毒氣體的密度和成分含量的測定也要完善。同時,也要建立完善環(huán)境保護、標(biāo)志制度,這也是完善措施中的一部分。
結(jié)語
面對當(dāng)前阻燃劑中存在的種種問題以及造成的環(huán)境問題,我們要大力開展阻燃材料綠色化的探索,研究出無污染、煙量小、低毒的綠色化阻燃材料,從而減少環(huán)境污染,促進(jìn)綠色化阻燃材料的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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