高分子材料的阻燃技術探析

吳代烜

（黔東南州科學技術局，貴州凱里556000）

一、前言

高分子材料在我國工業生產中被廣泛的運用，近年來，我國消防監管愈加嚴格，對火災預防也更加重視，因此，分析高分子材料的阻燃技術也顯得格外的重要。

二、阻燃材料的分類以及高分子材料的發展

目前，阻燃材料主要有以下兩種類型：無機阻燃材料，有機阻燃材料。對于無機材料而言，日常生活中主要是使用氫氧化鎂以及三氧化二銻等阻燃材料，而在有機材料中主要氮系和磷系材料，而這些材料基本上是通過相互的融合，最終形成復合材料。有機材料和高分子技術相結合之后，燃燒的過程釋放的煙較少，釋放的氣體也是無毒的。

三、高分子材料的阻燃技術

1、PS/OMMT納米復合阻燃技術

目前，已經開始被使用于有機高分子/無機化合物納米復合阻燃材料中納米添加劑包括了層狀硅酸鹽、層狀雙羥基氫氧化物、石墨、碳納米管（CNT）等等等。深入研究發現，如果能夠合理的添加PS以及有機蒙脫土（OMMT），并融合制備的PS/OMMT復合材料屬于一種插層型納米復合材料。將這種復合材料和單純的PS進行比較后發現，如果能夠適當的添加有機黏土，那么，PS的阻燃效果會顯著提升。此外，在配制方面，如果PS和OMMT的比例達到了100/2，那么該PS/OMMT復合材料的熱穩定性會有一個質的提升。

2、CNT材料阻燃技術

研究顯示，單壁碳納米管（SWCNT）存在于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）結構里的結構形態可以對PMMA/SWCMT納米復合材料的阻燃效果有不同程度的影響。由下圖的1（a）可以看出，SWCNT的分散情況可以對復合材料的阻燃效果產生非常巨大的影響。此外，SWCNT也可以對PMMA/SWCMT納米復合材料的阻燃效果也會有很巨大的影響。觀察圖1（b）就能發現，如果放入了0.2%的SWCNT，PMMA的RPHRR就能夠減少25%，如果使用量上升到0.5%，那么RPHRR就可以減少50%之多。通過分析得知，如果能在高分子材料中適當的添加CNT，那么，高分子材料的阻燃性能可以有效提升。

3、化學反應阻燃

采用共聚、交聯、接枝等形式的化學反應也可以有效的將阻燃元素以及基團引進高分子材料分子主鏈，或者側鏈中，進而把易燃、可燃高分子材料進一步的變換成能夠有阻燃效果的高分子材料。輻射交聯技術的使用也能夠生產出一種本質阻燃高分子材料。其原理是，利用γ射線來輻射高分子材料，進而促使高分子材料的分子鏈產生交匯，出現交匯之后，高分子材料燃燒時的熔融滴落的情況就會大大降低，使得高分子材料逐步成炭，進而有效提升了高分子材料的阻燃效果。

一般的線形聚苯乙烯（PS）的極限氧指數大約只能夠達到17.5%，如果暴露在空氣中進行點燃，很容易就大面積的燃燒，熔融滴落的情況非常的嚴重，基本沒有任何的成碳情況出現，而且出現了很多的濃黑煙。如果將苯乙烯（ST）單體和交聯劑二乙烯基苯（DVB）混合之后進行共聚，交聯之后PS燃燒很慢，而且沒有出現熔融滴落的情況，表面有很濃的炭層，將碳層撥開后可以看到內部的芯部是一種無色透明塑料。可見，化學交聯是能夠進一步的引導線形高分子材料在遇熱的時候成炭，進而依靠碳層來有效的提升高分子材料的阻燃效果。

四、結束語

隨著國內外對高分子材料的研究的不斷深入，很多新型的高分子材料涌現出來，而阻燃技術也在工業的發展中取得了很大的進展。隨著我國對消防工作的完善，阻燃產品的利用率也會大大提升，但是，目前的生產工藝還不能滿足市場的需求，我國對高分子阻燃材料的研究還和世界發達國家有較大差距，因此還需對高分子阻燃材料進行深入的研究和開發。

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