高分子材料的阻燃技術(shù)探微

張建權(quán)

摘 要：在過(guò)去的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，人們開(kāi)展生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)分重視短期利益，不合理的操作導(dǎo)致環(huán)境越來(lái)越差，而人們依賴于環(huán)境生存，如果再不及時(shí)治理，將會(huì)付出慘痛的代價(jià)。可燃材料燃燒之后會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。探究高分子材料阻燃技術(shù)迫在眉睫。另外，可燃材料具有發(fā)熱量高的特點(diǎn)，易導(dǎo)致火災(zāi)。提高可燃材料在抗阻燃中的實(shí)際應(yīng)用效果，不僅是為了降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，更是為了將潛在的火災(zāi)隱患消除。現(xiàn)階段，應(yīng)當(dāng)一以貫之地進(jìn)行抗阻燃技術(shù)的研究，讓技術(shù)變得更加先進(jìn)，始終堅(jiān)持讓技術(shù)服務(wù)于人類。

關(guān)鍵詞：高分子材料;阻燃技術(shù);研發(fā)動(dòng)向

現(xiàn)在的一切都是從過(guò)去幾十年持續(xù)探索得來(lái)的，有關(guān)研究人員在其中發(fā)揮著重要作用。在社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)了一類對(duì)社會(huì)頗有影響的事物—高分子可燃材料。高分子可燃材料是有關(guān)人員付出大量時(shí)間和精力的研究成果，現(xiàn)在已經(jīng)很少能夠看到傳統(tǒng)材料，體現(xiàn)了高分子可燃材料的作用和價(jià)值。高分子可燃材料在燃燒過(guò)程中存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)，因此，不能只看到好的一面，必須要充分意識(shí)到高分子可燃材料存在的隱患，通過(guò)研究，讓高分子阻燃技術(shù)變得更加先進(jìn)，消除材料燃燒的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1?高分子阻燃技術(shù)的應(yīng)用

1.1? 高分子阻燃材料的分類

百度百科羅列了阻燃高分子的用途、類型、發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景，但沒(méi)有高分子阻燃材料分類的介紹，且目前并沒(méi)有一個(gè)規(guī)范說(shuō)明，相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的學(xué)術(shù)文章也只是在闡述自己的觀點(diǎn)和理解，他們的認(rèn)知具有個(gè)人主觀性，不能作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。雖然目前沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是可以從不同的角度去分析，以獲得阻燃性能的方式作為分類依據(jù)[1]。阻燃高分子材料可分為本質(zhì)阻燃高分子材料和非本質(zhì)阻燃高分子材料。阻燃劑添加的方式不盡相同，阻燃劑的添加流程和具體事項(xiàng)也有差異性。例如反應(yīng)型阻燃高分子材料的阻燃劑是在高聚物的合成中加入的，加入之后，高聚物就有了阻燃成分。阻燃劑實(shí)際上也是交聯(lián)劑，參與反應(yīng)之后成為高聚物的結(jié)構(gòu)單元。添加型阻燃高分子材料將阻燃劑分散于基材中，使材料具備阻燃性，而添加型阻燃劑多用于塑料加工。另外，反應(yīng)型阻燃劑實(shí)際上是可以用作添加型阻燃劑的，但其有一定的適用過(guò)程，一定要根據(jù)實(shí)際情況而定。

1.2? 高分子阻燃技術(shù)

阻燃劑實(shí)則是功能性助劑，其主要作用是為易燃聚合物提供難燃性質(zhì)。為了滿足防火需求，社會(huì)各領(lǐng)域都會(huì)用到阻燃劑。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，阻燃劑的總消費(fèi)量逐年上升，且呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。阻燃劑的大批量生產(chǎn)是為了進(jìn)一步保證社會(huì)安全生產(chǎn)和生活。社會(huì)對(duì)于阻燃劑的需求較大，阻燃劑已發(fā)展成為第二大高分子材料改性添加劑。為了更好地滿足人們不斷發(fā)展的需求，也為了讓阻燃劑的使用價(jià)值得到提升，有關(guān)人員致力于完成阻燃劑新品種的研發(fā)。目前，市場(chǎng)上主要存在3種類型的阻燃劑，下面將進(jìn)行具體的分析。

有機(jī)阻燃劑實(shí)際上是一種化學(xué)物質(zhì)，比較常見(jiàn)。各大行業(yè)之所以廣泛運(yùn)用有機(jī)阻燃劑，是因?yàn)楫?dāng)前有機(jī)阻燃劑的研究較為成熟，且市面上有機(jī)阻燃劑的品種較多，各領(lǐng)域可以根據(jù)自己的需求選擇不同的品種。最重要的一點(diǎn)在于，雖然有機(jī)阻燃劑的價(jià)格低廉，但是其同時(shí)具有阻燃和增塑的功能，應(yīng)用效果非常好，就影響力和價(jià)值而言，再?zèng)]有其他能夠與之相比的。紡織鹵系屬于有機(jī)物，易燃，燃燒之后勢(shì)較大，難以得到有效控制，而將有機(jī)阻燃劑用于有機(jī)物燃燒預(yù)防具有良好的效果。在以往的社會(huì)條件下，技術(shù)未能更新，但如今的社會(huì)條件能夠使有機(jī)阻燃劑的性能變得更好。另外，研究人員針對(duì)阻燃劑的缺點(diǎn)進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，消除了有機(jī)阻燃劑的缺點(diǎn)，提升了其應(yīng)用價(jià)值。無(wú)機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑相比應(yīng)用量較少，但這并不意味著無(wú)機(jī)阻燃劑完全沒(méi)有優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前還是有很多人非常認(rèn)可和能夠接受無(wú)機(jī)阻燃劑的。無(wú)機(jī)阻燃劑清潔無(wú)污染，順應(yīng)當(dāng)前的環(huán)保潮流。如氫氧化鎂，水和二氧化碳是它的釋放物，與其他氣體相比，二氧化碳對(duì)環(huán)境的傷害較小，所產(chǎn)生的量不足以威脅環(huán)境，也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。無(wú)機(jī)阻燃劑在燃燒過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生煙霧，若是追求無(wú)煙效果，可以將其作為第一選擇[2]。另外，硼酸鋅是除了氫氧化鎂以外最常用的阻燃材料，但和氫氧化鎂相比，具有明顯的缺點(diǎn)。實(shí)踐證明，硼酸鋅的實(shí)際功效遠(yuǎn)低于氫氧化鎂。研究人員會(huì)將更多的精力投入無(wú)機(jī)阻燃劑的研究中，在新的社會(huì)發(fā)展背景下，相信無(wú)機(jī)阻燃劑會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景，且無(wú)機(jī)阻燃劑的品種也會(huì)越來(lái)越多。阻燃劑的品種不同，阻燃效率也會(huì)不同，因此，還需要了解阻燃劑的適用環(huán)境、無(wú)機(jī)阻燃劑的品種以及應(yīng)用的效果。

國(guó)外無(wú)機(jī)阻燃劑的研究與開(kāi)發(fā)要比我國(guó)早，在國(guó)家的大力支持下，該領(lǐng)域的研究取得了突破性進(jìn)展，有不少專家學(xué)者發(fā)表了學(xué)術(shù)論文，且內(nèi)容具有可借鑒性。除了理論方面，他們還在實(shí)踐方面下了功夫。國(guó)家投入專項(xiàng)資金專門支持該項(xiàng)事業(yè)，目前，我國(guó)已經(jīng)可以制造出力學(xué)性能較好的阻燃材料。我國(guó)關(guān)于無(wú)機(jī)阻燃劑的研究一直在進(jìn)行，也取得了不小的成就，但是相較于其他國(guó)家，仍然有一定的距離。現(xiàn)階段，需要學(xué)習(xí)和借鑒其他國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，突破當(dāng)前的技術(shù)局限[3]。

鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑和硅系阻燃劑是以阻燃元素為依據(jù)進(jìn)行劃分的，目前來(lái)看，應(yīng)用效果較好、應(yīng)用量最多的當(dāng)屬鹵系阻燃劑。磷系阻燃劑中當(dāng)屬紅磷的應(yīng)用量最多，主要原因在于紅磷中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)100%，這是其他磷的化合物不可比擬的。另外，紅磷的穩(wěn)定性較強(qiáng)，便于保存與運(yùn)輸。除了紅磷以外，當(dāng)屬聚磷酸銨的應(yīng)用較多。聚磷酸銨為白色，在塑料防燃方面起到了重要作用。雖然會(huì)以應(yīng)用量和阻燃效果作為選擇何種類型的依據(jù)，但是這并不能說(shuō)明一定的問(wèn)題。比如前文所說(shuō)的鹵系阻燃劑的應(yīng)用量最多、熱度最高，但并不意味著鹵系阻燃劑就一定完美。鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、硅系阻燃劑各有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，在現(xiàn)實(shí)中，需要根據(jù)自己的需求來(lái)選擇。

科技研究是在一定形式和條件下發(fā)生的，技術(shù)的出現(xiàn)與成熟需要具備一定的空間條件。在當(dāng)前科學(xué)活動(dòng)與技術(shù)活動(dòng)越來(lái)越頻繁的時(shí)代，高分子材料的阻燃技術(shù)水平得到了前所未有的提升，取得了跨越式的發(fā)展。阻燃劑微膠囊技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，對(duì)各領(lǐng)域產(chǎn)生了深刻影響。技術(shù)提升以后，阻燃劑與材料的相容性變得更好，具有較高的親和力。阻燃劑的生產(chǎn)和消費(fèi)形勢(shì)將會(huì)持續(xù)發(fā)展，環(huán)保型阻燃劑成為開(kāi)發(fā)商關(guān)注的重點(diǎn)，將會(huì)致力于阻燃劑產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整。

1.3? 高分子材料燃燒及阻燃技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理

高分子材料在空氣中受熱會(huì)變成可燃物，并且具有揮發(fā)性，當(dāng)可燃物達(dá)到一定濃度時(shí)，就會(huì)燃燒。高分子材料變成可燃物需要經(jīng)歷分解過(guò)程，且需要具備一定的條件，空氣環(huán)境會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)實(shí)踐，進(jìn)一步驗(yàn)證了高分子材料燃燒需要遵循熱量平衡定理，有關(guān)人員要加強(qiáng)此方面的研究，結(jié)合定理做好控制工作。

研究高分子材料的燃燒機(jī)理，能夠進(jìn)一步了解阻燃作用的本質(zhì)。阻燃并不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作，涉及幾個(gè)要素的控制。阻燃和燃燒一樣，需要一定的條件，期間還涉及很多影響和制約因素。為了保證良好的阻燃效果，需要在此方面多下功夫，研究阻燃機(jī)理，讓幾種阻燃劑同時(shí)起作用[4]。

2?高分子材料阻燃技術(shù)的研發(fā)動(dòng)向分析

2.1? 高分子材料阻燃技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展體現(xiàn)

當(dāng)前社會(huì)朝著現(xiàn)代化方向發(fā)展，只有順應(yīng)歷史發(fā)展趨勢(shì)，才能夠生存發(fā)展。阻燃劑的生產(chǎn)廠家在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，加入了磷酸酯等化學(xué)物質(zhì)之后，阻燃劑的安全系數(shù)有所提升。雖然阻燃劑的屬性沒(méi)有發(fā)生變化，但是性能卻得到了較大的提升。科學(xué)革命推動(dòng)社會(huì)歷史的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。隨著現(xiàn)代技術(shù)高速發(fā)展，各類阻燃產(chǎn)品有了更大的發(fā)展應(yīng)用空間，發(fā)展態(tài)勢(shì)較好。針對(duì)材料燃燒后產(chǎn)生有毒氣體的問(wèn)題，改變了傳統(tǒng)的分子結(jié)構(gòu)，使材質(zhì)的氣體吸附能力增強(qiáng)，能夠吸收有毒氣體。當(dāng)社會(huì)發(fā)展到一定程度時(shí)，科技研究也會(huì)越來(lái)越成熟，阻燃劑能夠?qū)崿F(xiàn)共同領(lǐng)域的創(chuàng)新。阻燃劑之所以能夠出現(xiàn)并得到較為廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)橹袊?guó)合成材料工業(yè)的發(fā)展，阻燃劑的生產(chǎn)和應(yīng)用是為了滿足各領(lǐng)域的需求。由于以往的技術(shù)水平有限，不具備氣體吸附能力。材料燃燒中產(chǎn)生的有毒氣體，使得相關(guān)人員的生命健康受到了威脅，在這種情況下，人們提出了需求，希望阻燃劑能夠擁有氣體吸附能力。在現(xiàn)代化科技發(fā)展的今天，這一想法能夠?qū)崿F(xiàn)，現(xiàn)在市面上的阻燃劑具備傳統(tǒng)阻燃劑沒(méi)有的性能優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)階段，人們又將關(guān)注點(diǎn)放在其他方面，思考如何能夠讓阻燃劑具備耐熱、抗輻射的性能。未來(lái)，阻燃劑會(huì)有更多的現(xiàn)代化功能[5]。

2.2? 高分子阻燃材料的綠色發(fā)展趨勢(shì)

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，自然領(lǐng)域也出現(xiàn)了一系列不好的現(xiàn)象，當(dāng)前的環(huán)境污染問(wèn)題較為嚴(yán)重。無(wú)論是從國(guó)際還是從國(guó)內(nèi)來(lái)看，我國(guó)都面臨許多新情況和新問(wèn)題，不能對(duì)尖銳的矛盾視而不見(jiàn)，需要從理論和實(shí)踐方面作出回答并加以解決，竭力做好環(huán)保工作。在當(dāng)前的社會(huì)背景下，各行業(yè)、各領(lǐng)域必須要作出調(diào)整，阻燃劑領(lǐng)域也不例外。國(guó)家方面開(kāi)始整治，限制一些污染環(huán)境的阻燃劑的生產(chǎn)應(yīng)用。近年來(lái)，我國(guó)消防監(jiān)管越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)火災(zāi)預(yù)防的重視程度有所提升。消防部門出臺(tái)了新的規(guī)定，意味著阻燃材料要實(shí)現(xiàn)科學(xué)化更新，但仍需找準(zhǔn)發(fā)展方向。

以往人們對(duì)于環(huán)保的認(rèn)知有限，無(wú)法意識(shí)到綠色高分子阻燃材料研究的重要意義。當(dāng)前，綠色環(huán)保建設(shè)已經(jīng)成為社會(huì)潮流。現(xiàn)階段，有關(guān)廠家面對(duì)復(fù)雜的社會(huì)形勢(shì)，要堅(jiān)持向低毒化、多功能化方向發(fā)展。另外，要積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的阻燃技術(shù)并應(yīng)用于生產(chǎn)，再向市場(chǎng)輸送大批量環(huán)保型阻燃劑，避免環(huán)境遭到破壞[6]。

3?結(jié)語(yǔ)

新型阻燃技術(shù)還未出現(xiàn)時(shí)，我國(guó)因材料燃燒產(chǎn)生大量有毒氣體危害人體健康而苦惱。經(jīng)過(guò)研發(fā)，新型阻燃技術(shù)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了無(wú)污染的目標(biāo)，但我國(guó)仍需研發(fā)更多性能更高的產(chǎn)品。現(xiàn)階段，阻燃技術(shù)的研發(fā)秉承綠色發(fā)展理念，使阻燃效果有所提升。從傳統(tǒng)阻燃技術(shù)再到如今的微膠囊技術(shù)，期間經(jīng)歷了諸多變遷。在發(fā)展過(guò)程中，隨著技術(shù)的成熟，阻燃性能變得更好，效果變得更佳，具有積極意義。

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