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卤-锑系阻燃剂的阻燃机理

发布日期:2012-10-30 来自:全球塑胶网

  卤-锑体系是以含卤有机化合物为主要成分,Sb2O3为协效型的复合阻燃体系。这类阻燃剂的阻燃作用主要是气相阻燃,也兼具一定的凝聚相阻燃作用。

  含卤阻燃剂在燃烧过程中分解成HX,而^能与聚合物燃烧产生的HO•、O•、X•等高活性自由基反应,生成活性较低的卤素自由基,从而减缓或终止燃烧,其反应如下:

  HX+H→H,+X

  HX+O→HO • +X

  HX+HO→H20+X-

  因HX的密度较空气密度大,除发生上述反应外,还能稀释空气中的氧气和覆盖于材料表面,可降低燃烧速度。上述反应中产生的水能吸收燃烧热而被蒸发,水蒸发能起到隔氧作用。

  阻燃体系中的Sb203本身不具阻燃作用,但在燃烧过程中,能与HX反应生成三卤化锑或卤氧化锑。其反应过程如下:

  Sb2 O3 + HX(g)→SbX3 (g) + H2 0

  250"C

  Sb2 03) + HX(g)→SbOX(s) + H2 0

  250〜280°C

  Sb2 OX(s)→Sb4 O5 X2 (s) + SbXs (g)

  , 400〜480°C , Sb4 O5 X2 (s)→Sb3 O4 X( s) + SbX3 (g)

  470~560°C

  Sb3O4X(S)→Sb2 03(s)+SbX3(g)

  从上述反应可以看出Sb2O3的协同作用可以表现为以下方面:

  3bX3蒸汽的密度大,能长时间停留在燃烧物表面附近,有稀释空气和覆盖作用;卤氧化锑的分解过程是一个吸热过程,能有效地降低聚合物表面温度;SbX3能与气相中的自由基反应,从而减少反应放热量而使火焰猝灭:

  SbX3→X • +SbX2 •

  SbX3 +CH3→CH3X+SbX2 •

  SbX2 • +H→SbX . +HX

  SbX2 • +CH3→CH3X • +SbX •

  SbX'' +H→Sb+HX

  SbX- +CH3→CH3X+Sb

  上述反应中生成的Sb可与气相中0•、H•反应生成SbO•和H20等产物,有助于终止燃烧:

  Sb+0 • +M→SbO • +M Sb+H • +M→SbO- +H2+M

  SbO+H•→SbOH

  SbOH+H•→SbO • +H2O

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