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1、,燃烧的阶段,维持燃烧的三要素：可燃物，氧，热。具备这三要素的燃烧过程，大致分为五个不同阶段。 (1)加热阶段：由外部热源产生的热量给予聚合物，使聚合物的温度逐渐升高，升温的速度取决于外界供给热量的多少，接触聚合物的体积大小，火焰温度的高低等；同时也取决于聚合物的比热容和导热系数的大小。,燃烧的阶段,(2)降解阶段：聚合物被加热到一定温度，变化到一定程度后，聚合物分子中最弱的键断裂，即发生热降解，这取决于该键的健能大小。 另外，如果此阶段所发生的反应是吸热反应，则可减缓温度上升，对燃烧起一定的抑制作用；如果是放热反应，则加速燃烧。,燃烧的阶段,(3)分解阶段：当温度上升达到一定程度时，除弱键断
2、裂外，主键也断裂，即发生裂解，产生低分子物：可燃性气体，H2、CH4、C2H6、CH2O、CH3COCH3、CO等；不燃性气体，CO2、HCl、HBr等；液态产物，聚合物部分解聚为液态产物；固态产物，聚合物可部分焦化为焦炭，也可不完全徽烧产生烟尘粒子(可形成烟雾，危害很大)等。 聚合物不同，其分解产物的组成也不同，但大多数为可燃烃类，而且所产生的气体较多是有毒或有腐蚀性的。,燃烧的阶段,(4)点燃阶段：当分解阶段所产生的可燃性气体达到一定浓度，且温度也达到其燃点或闪点，并有足够的氧或氧化剂存在时，开始出现火焰，这就是“点燃”，燃烧从此开始。 (5)燃烧阶段：燃烧释出的能量和活性游离基引起的链锁
3、反应，不断提供可燃物质使燃烧自动传播和扩展，火焰愈来愈大。燃烧反应如下：,聚合物燃烧性标准,在实际应用中，聚合物的燃烧性可用燃烧速度和氧指数来表示。 燃烧速度是指试样单位时间内燃烧的长度。燃烧速度是用水平燃烧法和垂直燃烧法等来测得。 氧指数是指试样像蜡烛状持续燃烧时，在氮-氧混合气流中所必须的最低氧含量。,氧指数(OI)可按下式求出。 或 式中O2氧气流量； N2氮气流量。 氧指数愈高，表示燃烧愈难。 氧指数能很好地反映聚合物的燃烧性能，可用专门的仪器测定，也可用经验公式计算。,几种塑料的燃烧速度和氧指数,氧指数是评价各种材料相对燃烧性的一种表示方法。这种方法作为判断材料在空气中与火焰接触时燃
4、烧的难易程度非常有效，并且可以用来给材料的燃烧性难易分级。 目前氧指数法不仅仅限于塑料(包括薄膜和泡沫塑料)，在纤维，橡胶等方面都已得到广泛应用，也用于阻燃机理的研究。一般OI27的物质为阻燃物质。,1田辛.用双色法研究内燃机燃烧火焰的温度场及碳烟浓度场D.北京:清华大学硕士学位论文.2004.6,2邓达强,秦岚.燃烧过程数据库研究M.华南理工大学广州汽车学院自动化与信息工程.2010第2期,参考文献,3A. M. Kanury,IntroductiontoCombustion Phenomen Gordon and Beach, London-New York,1975.,4A.Stambu
5、leanu,Flam CombustionProcesses in Industry, Abacus Pr.,1977.,阻燃剂的概念 塑料、橡胶、纤维都是有机化合物，均具有可燃性，极易在一定条件下燃烧。其燃烧过程是一个复杂的剧烈的氧化过程，常伴有火焰、浓烟、毒气等产生。 燃烧时使更多的聚合物或难于分解的物质分解，产生更多的可燃物，造成火灾，危及人们的生命和财产。燃烧对塑料、橡胶在建筑、航空航天、交通等工业上的使用带来不利的影响。近年来，世界各地发生多起重大火灾，都直接或间接与材料的燃烧有关。,阻燃剂,能够增加材料耐燃性的物质叫阻燃剂。阻燃剂是提高可燃性材料难燃性的一类助剂。 它们大多是元素周
6、期表中第V 、VII和III族元素的化合物，如第V族氮、磷、锑、铋的化合物；第VII族氯、溴的化合物；第III族硼、铝的化合物，此外硅和钼的化合物也作为阻燃剂使用；其中最常用和最重要的是磷、溴、氯、锑和铝的化合物，很多有效的阻燃剂配方都含有这些元素。,阻燃剂,一个比较理想的阻燃剂应该具备下列基本条件 1、强吸热性 任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可
7、燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。,阻燃剂,2、覆盖性 在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。,阻燃剂,3、抑制性 根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂，它
8、的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。,阻燃剂,4、不损害高分子材料的物理机械性能 经阻燃加工后，不降低热变形温度、机械强度和电气特性。用于合成纤维时还必须有防止熔滴的作用，对整理织物的外观影响极小。 5、无毒或低毒 阻燃剂在使用过程中产生的气体可燃性低、毒性小，对纺织品用阻燃剂应为不刺激皮肤，当织物在火焰中裂解时不产生有毒气体。 6、价格低廉 随着阻燃剂在制品中的添加量有增多的倾向，因而廉价就显得十分重要了。当然在特殊场合即使价格昂贵也不得不采用。,阻燃剂,参考文献 1王升文,秋银香.阻燃剂的研究现状及进展A.扬州工业职业技术学院工程技术.2008.5 2夏俊,王良芥,罗和安.阻燃剂的发展现状和开发动向J应用化工，2005，34(1)：1. 3 梁诚,阻燃剂生产现状与发展趋势J.中国石油和化工,2003,(9)：22. 4 ,
