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1、学号：_材料之二武汉工程大学研究生学位毕业论文选题报告审批表姓 名： XXXXXXX专 业： XXXXXXX学 位 级 别： XXXXXX导师姓名职称： XXXXXXXXXXXXX论 文 工 作 的起 止 时 间： 2XXXXXXXX201X年 XX 月 XX 日 填写此表存研究生处、院（所），研究生答辩后进入其学籍档案。论文题目或选题方向XXXXXXXXXXX阻燃剂一、文献综述阻燃剂是一类重要的工业助剂，主要用于阻止高聚物材料的燃烧以及抑制火焰的传播。高聚物中添加阻燃剂后，不仅可以阻止火焰的传播，而且可以降低火灾发生的危险，从而使各种高聚物材料可以被安全的使用在各种场合中1-2。一般情况下，
2、高聚物材料需要添加大量的阻燃剂材料才能具有一定的阻燃性能，但这样会使材料本身的物理力学性能降低，所以，高聚物的阻燃要求有着严格的规定，在实际操作中要依据环境的要求对高聚物物进行阻燃化，这样才能避免盲目阻燃，导致更严重的后果发生。火灾主要的危害在于，高聚物材料在燃烧过程中会首先生成有毒或者腐蚀性的气体，这些气体往往会使人窒息，严重的将夺去人们的生命。因此，我们在提高高聚物材料阻燃性能的同时，也要考虑阻燃剂的抑烟、减毒等方面的因素。这里可以添加一些协效剂或者抑烟剂，来达到抑烟、减毒的作用3-5。1、阻燃剂的分类起到阻燃作用的主要元素是第族的、P、As、Sb、Bi和第族的F、Cl、Br、I及第族、第
3、族的、Al、Mg、Ca、Sn、Zr、Ti、Mo等元素形成的化合物。目前常见的是N、P、Sb、B、Mg、Al等元素的无机物和有机物6-8。按照加入方式分类，阻燃剂主要分为反应型阻燃剂与添加型阻燃剂。添加型阻燃剂又可以分为无机阻燃剂与有机阻燃剂。反应型阻燃剂是指将阻燃物质加入高聚物中，通过化学反应，使阻燃物质与高聚物材料分子化学结合，而得到一种阻燃性体系。如把一些氯化物与溴化物通过化学结合到工程塑料里。添加型阻燃剂是采用一些比较传统的物理混合方法，将阻燃物质加入到高聚物中，而得到的阻燃体系，主要用于热塑型塑料中。无机阻燃剂9-10主要包括：金属氧化物、金属氢氧化物、硼系化合物、无机磷系阻燃剂。该类
4、阻燃剂具有热良好的稳定性好、无沉淀性、不易丢失、无毒、无腐蚀性气体、安全性高、应用广泛等特点。1.1金属氧化物主要包括五氧化二锑、三氧化二锑以及氧化锑。他们往往与卤系阻燃剂协同作用。在受热分解时产生的氢卤酸与锑化物作用生成三卤化锑或锑的其它卤化物和氧化物。这些物质会高聚物表面作用成碳，阻止被阻燃体系物质的挥发和抑制火焰的传播。另外，锑的卤化物和氧化物也可以挥发，将阻燃体系表面的空气稀释，形成一层惰性气体层，从而排除氧气，防止火焰蔓延。1.2金属氢氧化物11-13金属氢氧化物主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。它们的热分解温度高，具有较好的阻燃和抑烟效果，热稳定性好，非常适用于机械加工温度较高
5、的聚烯烃类高分子材料。1.3硼化合物14主要包括硼酸锌、硼酸、硼砂等。现在用的最多的是硼酸锌，他有两种表现形式，一种单独使用，受热分解时会产生结晶水，吸收热量。另一种是与卤化物共同作用。2、有机膦酸盐分类15-17有机膦酸盐类螯合剂是应用较广泛的螯合剂之一它们具有良好的化学稳定性，不易水解，能耐较高温度，对钙、镁、铜、铁等离子有优异的螯合能力。它主要包括四类化合物：甲叉膦酸型化合物 、同碳膦酸型化合物 、磷羧酸型化合物 、含磺酸基的有机膦酸盐 。有如下一些品种：(1)1一羟基亚乙基一1，1一二膦酸(HEDP)，俗称二甲叉，分子结构式如下： HEDP是一个五元酸，在水中可电离出5个氢离子，可以和
6、Ca 、Mg 、Fe 、Fe 、Cu 、Zn、Al 形成稳定的螯合物，它们的络合稳定常数lg 分别为604、655、905、1621、1248、l037和l529。HEDP的热稳定性很好，在200以下均能与上述金属离子螯合，在260、pH=l 1时经历12 h，只有56分解，非常适合在氧漂工艺环境内使用，阻垢效果也异常优良。(2)氨基三亚甲基膦酸(ATMP)俗称三甲叉。化学稳定性很好，不易水解，钙螯合容量I450 mgg，铁螯合容量900 mgg，可以作为氧漂稳定剂的组分。(3)乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP)俗称四甲叉。能与2个金属离子络合，无毒，无污染，化学稳定性良好，耐高温，在水溶液中能
7、解离出8个负离子作为配位体，因而与2个金属离子络合而形成大分子网状螯合物。(4)二乙烯三胺五亚甲基膦酸(HTPMP)俗称五甲叉。无毒性，易溶于酸性介质中，能耐一定量的碱，耐高温，钙螯合容量522 mgg，铁螯合容量850 mgg。常用于配制氧漂稳定剂。(5)双（l，6一亚己基)三胺五亚甲基膦酸，在较宽广的pH范围内，120时有极佳的水溶性，可作为氧漂稳定剂和染色螯合剂。甲叉膦酸酯类螯合剂都是通过脂肪胺类与过量甲醛经过羟甲基化后再与亚磷酸酯化反应而制得，所以产品中是否存在残留甲醛值得注意这类螯合剂虽然是膦酸酯衍生物，但不会像无机磷酸盐一样使水体富营养化。因为膦酸酯通过亚甲基相连，而CP的键能为2
8、46 kJmol，离解能达1387 kJmol，比较牢固，因此很难使单体磷进入水体中造成富营养化。3、阻燃机理18-20高分子材料的燃烧是一个剧烈的热氧化过程，通常会产生浓烟或炽烈的火焰。一般来说，高分子材料燃烧需要三个因素，即：热量、可燃物、氧气。而且高分子材料在燃烧过程中可分为5个阶段：加热、热降解、热分解、点燃及燃烧13-15。（一）加热阶段当高聚物受到外界热源的加热时，其本身温度会逐渐升高，外部热源可以直接来自火焰，也可能来自灼热气体，还可能来自热的固态物质。材料受热时的升温速度除取决于外部热流速度及温差外，还与材料的导热性、碳化、比热容和其他变化的潜热有关。（二）热降解阶段在高分子材
9、料发生热解时，最容易断裂的是高聚物中最弱的键。高分子材料热降解阶段取决于材料分子中键能的强弱，C-F键最强，不容易断裂，O-O键最弱，极易断裂。如果热降解阶段是放热反应，则可以加速温度的升高，对高分子材料的燃烧起一定的加速作用；如果热降解阶段是吸热反应，则可以延缓温度的升高，对高分子材料的燃烧起一定的抑制作用。（三）热分解阶段此时高聚物中的大多数键发生断裂，高聚物本身开始变化，这种变化可以是完全丧失其物理整体，或者是生成具有不同性质的新物质。高分子材料材质不同，它的分解产物也不同，很大一部分为可燃性物质，并且大多数都是有腐蚀性或有毒的物质。它随温度的升高而加快16。高分子材料热分解生成不可燃性
10、气体即使有助于防止燃烧，但会使体系膨胀，改变其化学及物理结构，从而使系统的表面更多的暴露于高温之下，则这有可能加快高分子材料的分解。（四）点燃阶段当热分解阶段所产生的可燃性气体在有足够氧气或氧化剂，且温度也达到高分子材料的闪点或燃点时，开始出现火焰，此时物质即开始燃烧，就是点燃。影响点燃高分子材料的因素主要有：自燃温度；闪燃温度；暴露的程度；极限氧浓度；高分子材料的量。（五）燃烧阶段高聚物燃烧放出热量，这热量可以使高聚物分解的固体产物和气体的分解产物生成的温度升高，也可以使气体膨胀，进而扩大通过传导、对流及热辐射对体系的传热量。高聚物的燃烧和它本身的性质是有关系的，主要体现在可燃性、燃烧热量以
11、及被点燃的易难程度。3.1阻燃剂的一般阻燃机理18-263.1.1固相阻燃机理固相阻燃机理也称凝聚相阻燃机理，主要是指在凝聚相中断或延缓阻燃材料热分解而产生的阻燃作用。以下几种属于固相阻燃。(1)有许多无机金属阻燃剂，具有较大的比热容，加热时可以分解，吸热大量的热，而使阻燃高聚物不能达到热分解温度。(2)阻燃剂在凝聚相（固相）中可以阻断或延慢阻燃材料自由基的热分解和可燃气体的产生。(3)阻燃剂在加热时，会吸收大量热量而分解，使阻燃材料温度上升中止或减慢。(4)阻燃材料在受热燃烧时，可以表面形成一定厚度的多孔炭层，这一炭层具有难以燃烧、隔绝氧气进入、隔热等特点。膨胀型阻燃剂就是此类。3.1.2气
12、相阻燃机理气相阻燃机理是指在阻燃剂本身，可以在燃烧时，产生的分解产物可以进入气相中，去中断和延缓自由基的产生。下述几种情况都属于气相阻燃。(1)阻燃剂本身在受热分解时，可以产生自由基捕获剂，可以捕获高聚物产生的自由基，从而使燃烧链式反应中断。(2)阻燃剂在受热分解时会产生产生一些比较细的粒子，它们能促进阻燃高聚物材料的自由基相互结合，从而可以中断燃烧。(3)阻燃材料受热分解时会产生时一些惰性气体，或一些高密度的蒸汽。这些惰性气体不可燃，可以稀释高聚物材料产生的可燃气体和周围的氧的浓度，使燃烧中断；而这些高密度的蒸汽可以覆盖于高分子材料表面阻碍高分子材料与空气的接触，从而使燃烧中止。参考文献：1
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