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什么是阻燃剂?阻燃剂的原理是什么?

 在现代人的生活中,阻燃剂却几乎无处不在。但是,人们平时根本看不见它,也无从知晓它的存在。对大多数人来说,根本不知道“阻燃剂到底是什么”。其实在我们随身携带的手机里、办公桌上的电脑里、每天乘坐的地铁里、驾驶的汽车里,甚至是让你每晚安睡的床垫中,成千上万的阻燃剂分子就像是一个个警觉的小卫士一样时刻准备着,默默守护着你的生命安全和财产安全,让我们远离火灾的威胁。

  什么是阻燃剂?

  顾名思义,阻燃剂就是能够阻止物体燃烧的化学助剂,在易燃材料中添加阻燃剂,就能使材料在遇明火时难以点燃,或者点燃后易于熄灭、不易蔓延。阻燃剂还可以降低热量和减少烟气释放。

  阻燃剂不是简单的一个产品,而是一个大家族,家族成员有700~800种,可以分为有机阻燃剂与无机阻燃剂,或者按照反应元素分为卤系、磷系、氮系和硅系,还可以按照使用方法分为混合型、添加型和反应型。

  阻燃剂之所以有这么多的种类,就是为了满足不同材料的“口味”。每个阻燃剂卫士都有自己最擅长的岗位,它们之间还可以搭配使用,分工协作,出色地完成预防火灾的任务。

  这些隐形的小卫士活跃在人们生活的方方面面。它们悄悄“潜伏”在手机、电脑、电视、冰箱等各种电子电器的线路板中,各种电子产品的塑料外壳中也少不了它们,飞机、轮船、公交车的座椅以及建筑外墙保温材料中都有它们默默坚守的身影。在欧美等发达国家,阻燃剂还被广泛应用到儿童、老人以及病人等行动不便人员的服装中。我国也出台了国家标准,对建筑材料以及公共场所使用的装饰品、纺织品、家具、电线、开关、灯具、家电等作出了明确的阻燃要求。

  阻燃原理各不同

  要想担起克制火灾的安全卫士的重任并非一件易事,阻燃剂必须拥有过硬的本领。

  燃烧需要三大要素——可燃物、助燃物(氧气)和火源。燃烧的过程分为加热、分解、起火、燃烧和蔓延。如果去掉其中任何一个要素,或者想办法将燃烧过程控制在加热和分解的萌芽阶段,就可以有效避免火灾的发生。

  在阻止火焰燃烧方面,不同类型的阻燃剂各有各的高招:有的通过吸收热量阻止可燃物产生可燃气体;有的在可燃物表面形成密实的覆盖层,隔绝可燃物与氧气的接触;有的则捕捉参与燃烧反应的自由基,达到抑制自由基链式反应的目的;还有的是通过产生不燃气体稀释氧气,从而达到减缓燃烧速度的效果。

  无机阻燃剂Al(OH)3在受热达200℃后就会分解,放出结晶水,结晶水遇热蒸发成水蒸气。这一系列的过程会吸收大量的热,降低材料表面和火焰区的温度,减缓热裂解反应的速度。此外,结晶水产生的水蒸气也能降低氧气浓度,进一步抑制火势的蔓延。

  磷阻燃剂受热会变成结构更加稳定的交联状固体物质或碳化层,就像一层坚实的铠甲,把可燃物包裹起来,既能阻止材料进一步热解,也可阻止材料内部分解出的可燃气体溢出继续燃烧。

  溴阻燃剂的蒸发温度和高分子材料的分解温度相同或相近,当高分子材料受热分解时,溴阻燃剂也会挥发出来,与热分解产物同时进入到气相燃烧区。阻燃剂能迅速地捕捉气相燃烧区中的自由基,抑制自由基链式反应,阻止火焰传播,最终使燃烧反应速度慢下来直至终止。

  总之,每一种阻燃剂都有自己的独门秘籍。

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