塑料改性阻燃的原理主要涉及以下几个方面:
吸热作用
阻燃剂在高温条件下吸收燃烧释放的部分热量,从而降低可燃物表面的温度。这样可以减少辐射到燃烧表面的热量,抑制可燃气体的产生,并防止燃烧蔓延。
覆盖效果
阻燃剂在高温下形成玻璃状或稳定的泡沫覆盖层,隔离氧气。这种覆盖层具有隔热、隔氧的作用,防止可燃气体逸出,从而达到阻燃的目的。例如,有机磷缓蚀剂阻燃剂在加热时会产生具有稳定结构的交联固体物质或碳化层,碳化层可以阻止聚合物的进一步热解和内部热分解产物进入气相参与燃烧过程。
链式反应的抑制
根据燃烧链式反应理论,燃烧需要自由基来维持。阻燃剂作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰蔓延,降低燃烧区的火焰密度,最终降低燃烧反应速度,直至终止。
吸热相变
在热作用下,阻燃剂会发生吸热相变,阻止凝聚相内温度的升高,使燃烧反应变慢直至停止。
催化凝聚相热分解
阻燃剂可以催化凝聚相的热分解,产生固相产物(如焦化层)或泡沫层,这些产物可以阻碍热传递作用,使凝聚相温度保持在较低水平,从而降低气相反应原料(如可燃性气体分解产物)的形成速度。
阻燃剂的添加
通过在塑料中按一定比例加入阻燃剂,可以提高氧指数,使阻燃效果更加明显。阻燃剂对燃烧反应的影响表现在吸热分解、释放不燃性气体、捕获自由基、阻止链式反应等多个方面。
综上所述,塑料改性阻燃的原理是通过多种机制协同作用,包括吸热、覆盖、抑制链式反应、相变和催化热分解等,从而有效阻止或抑制塑料在燃烧过程中的物理和化学变化,达到阻燃的目的。