關于阻燃性有機硅高分子材料的研究進展

摘 要：伴隨高分子材料的迅猛發展阻燃劑以及阻燃材料的研制與應用，正在不斷加快，從而對材料的性能以及各個環節都有著一定的要求，而且傳統阻燃劑在實際應用的過程中已經無法滿足當前社會各界多提出的需求。因此，為了能夠全面提高這種材料的研究效果，則需要事先將多樣化要求進行列舉，使得其環保性與低毒性得到有效發揮，其中有機硅高分子材料阻燃劑有著一定的優勢，而且具有相對較高的潛力，需要得到有關研究人員重視。基于此，文章主要圍繞阻燃劑以及有機阻燃劑開展分析，并根據自身經驗以及查閱資料闡述了研究進展，僅供參考。

關鍵詞：有機硅高分子;研究進展;阻燃劑;材料

據實地調查，有機硅高分子材料主要是以7.8鏈為主，而且側基主要是由有機基團與乙烯所組成，再加上其介電性及熱穩定性與自身的結構有著密不可分的關系。而且在實際應用的過程中，能夠有效發揮自身的優勢，并且廣泛的融入到各個行業當中。然而由于社會各界的進步對阻燃劑的要求正在不斷提升，因此為了能夠確保符合時代要求，則需要注重對阻燃劑有機硅高分子材料的研究，并分析其傳統研究方式存在的問題，確保能夠提高研究的效果。

1 有機阻燃劑的概述

阻燃劑的應用主要是為了提高材料的抗燃性，可以有效解決材料在應用過程中被燃燒的問題。阻燃劑作為高分子材料發展的主要動力之一，其用量相對較高，而且與增塑劑有著相同的重要性，阻燃劑在實際應用的過程中需要根據化合物的種類分為有機阻燃劑與無機阻燃劑。因此，有關研究人員在對阻燃劑以及阻燃技術進行研究與探究的過程中，需要事先分析其基礎材料的相容性，并全面掌握其熱穩定性與水解穩定性，確保能夠制定針對性研究方案，全面發揮其作用，為社會各界帶來有力幫助。

2 阻燃劑的分類

眾所周知，阻燃劑的阻燃機理與燃燒有著密不可分的關系，而且目前被認定有燃燒反應的主要有4個要素：燃料、熱源、氧、鏈反應，物質在實際燃燒的過程中通常分為三個階段及熱分解、熱引燃、熱點燃，若對不同燃燒階段燃燒的4個要素進行阻燃劑加以抵制，則能夠根據實際情況形成不同類型的阻燃劑，而且針對阻燃劑的分類方法來講，需要分析添加型阻燃劑和反應型阻燃劑的差異，并掌握聚合物的要點，確保在實踐運用化學物品的過程中能夠發揮一定的效果。再加上當前反應型在聚合制備中，原料需要通過化學反應成聚合物分子鏈這一部分，這一環節對材料的使用性能影響相對較小，阻燃性的效果能夠有效發揮。因此，在實際探究分類以及應用的過程中，需要事先掌握其阻燃劑的范疇，確保能夠制定并優化其分類，選擇合理的阻燃劑[1]。

3 有機硅阻燃劑的合成分析

在社會經濟與科技文明發展的推動下，有機硅高分子材料，近些年開發出新型并且具有環保性的無鹵阻燃劑，其作為成炭型抑煙劑，在實際運用與運行的過程中效果相對較好，能夠有效彌補傳統材料存在的問題，而且自身的機械強度得到優化，滿足社會各界對阻燃劑的使用需求，從而發揮一定的作用，實現阻燃的效果。再加上有機硅阻燃劑的穩定性相對較高，而且有機硅的閃點絕大數都會高于300℃，阻燃性能相對較高。其中比較常見的有硅油、硅樹脂、硅橡膠等相關材料，而且市場應用有機硅阻燃劑主要是由美國通用電氣所提供的，SFR-100是一種粘稠透明的聚合物，而且其能夠合理的與協同劑融合使用，需求量相對較少，同時能夠滿足阻燃的要求。所以，研究人員在實際開展研發工作的過程中，需要探究有機硅高分子材料的阻燃性，并掌握PU彈性體當中的硅氧烷，從而根據實際情況適量加入，使得HR降低到80%，確保能夠全面提高合成的效果。

4 有機硅阻燃劑的國內外研究進展

4.1 國外研究進展

國外有關研究人員發表了聚碳酸酯與聚二甲基硅氧烷（PDMS）的共混。并表述了PC阻燃性的報告，但由于PSMS之稱的阻燃效果不夠理想，為了能夠提高其阻燃的效果，需要在結構當中加入相關元素，從而使得其效果提高，并滿足社會各界對阻燃劑的需求[2]。

1983年，GE公司采用1-40wt%的硅膠或者線性硅油，1-20wt%的有機化合物例如硬脂酸鎂和1-20wt%的有機硅樹脂制備熱塑性塑料，并根據實際情況將有機硅阻燃劑與相關材料融合，在熱塑性材料的研發當中發揮一定的效果，為有機硅阻燃劑高分子材料的研發工作提供有力幫助。隨后1985年，GE公司在以上基礎上將有機硅阻燃劑開發用于尼龍樹脂的阻燃材料研發當中，并根據實際情況適當的添加10-50wt%，使得其達到預期的阻燃效果。GE公司在使用二羥基苯酚與羥基芳香酯硅氧烷，使得兩者能夠發生光氣化反應，并根據后期試驗與優化制備出有機硅--聚碳酸酯共聚物，將其用來做阻燃絕緣層，并作為阻燃材料使用，在研究與分析當中可發現，這種材料在使用的過程中阻燃性與加工流動性方面能夠發揮一定的作用。日本的某化學公司在針對有機硅阻燃劑研究當中，主要圍繞聚二甲基硅氧烷合成開展工作，并根據多樣化試驗整合了含有聚硅氧烷鏈段的高分子阻燃劑，而且這種阻燃劑可以發揮耐熱性與透明性的有點。相關研究人員在對XC-99-B56-54開展研究時，其自身涵蓋芳香基，在研究與試驗當中發揮自身作用的同時，能夠達到前期預設的效果。分散性要遠遠高于比聚甲基硅氧烷，而且對PC/ABS、PC合金所發揮的阻燃性相對較高。

4.2 國內研究進展

雖然我國科學技術與國外有一定差距，但各個研究機構，在實際對有機高分子材料阻燃性方面，開展研究的過程中也投入了相對較高的經歷，而且有關研究人員，對有機硅阻燃劑SFR-100性能和PE應用的效果開展了分析，并做出了詳細的研究報告，SFR-100一般是非鹵成型炭的阻燃劑，而且在實際應用的過程中能夠發揮良好的阻燃抑煙性，在實際對其材料進行改善與加工的過程中，能夠全面提高材料的機械強度。隨后，華東理工大學的相關研究團隊對合成苯基含量高的硅樹脂阻燃劑開展研究與分析，并做出了多樣化試驗，整合實驗結果表明，硅樹脂中的苯基含量通常在80%～90%之間，而且阻燃效果較為優秀，并不會對機械性能產生影響，即便存在影響，效果也不會太高。隨后，哈爾濱工業大學的相關研究人員對苯基氯硅烷開展研究工作，并全面分析了甲基為單體的有機硅樹脂耐高溫情況，分析其在空氣氣氛之下是否能夠發揮一定的阻燃性，但由于有機基團在氧化分解時會受多種因素影響，從而導致硅樹脂阻燃性的效果會呈下降趨勢發展，不僅難以發揮阻燃的效果，而且影響相對較大，必須要得到進一步優化與創新。浙江大學的相關研究人員通過水解縮合法制備有機硅樹脂阻燃劑，并且在800℃以及N2氣氛之下，熱失重需要運用多種方法將其控制在38℃之下，而且熱穩定性優異，在通過PC添加5%溶劑過后能夠使得其效果更加進一步提升，為研究工作提供有力幫助。所以說，在針對有機硅阻燃劑開展研究工作的過程中，必須要經過多樣化實驗與分析，而且還需要通過分析國外的研究成果，來進一步完善我國當前研究存在的不足，這樣能夠全面掌握有機硅阻燃劑的運用方法，同時提高研究的效果，為我國日后有機阻燃劑的應用提供有力幫助。

5 結束語

總而言之，有機硅高分子阻燃材料能夠發揮自身的優勢，其不僅具備環保的特點，而且性能相對較高，符合目前各個領域對阻燃劑的要求，而且可以全面提高阻燃效果，同時還能夠改善材料的加工性能以及機械性能，為社會各界帶來更多優勢。因此，在針對有機硅高分子材料開展研究的過程中，需要事先對其阻燃劑合成有了充足的了解，并分析國內外的研究現狀，從而制定針對性研究方案，即便正處于起初研究階段也需要不斷發現研究存在的問題，并想辦法將其解決，提高研究的效果。

參考文獻：

[1]程買增，曾幸榮，李偉明，張業勤. 阻燃性有機硅高分子材料的研究進展[J]. 有機硅材料，2015（06）：21-25+46.

[2]王剛.阻燃性有機硅高分子材料的研究進展[J].山東工業技術，2014（13）：72.

作者簡介：

徐玉珍（1977- ），女，漢族，河北省衡水市人，本科學歷，工程師，石油化工工程。