红磷阻燃剂在材料中的应用及面临的问题

发布时间:2022-05-18

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在塑料中加入阻燃剂,可以解决大部分塑料材料的可燃问题。目前市场上使用最广泛的阻燃剂有无机阻燃剂、卤素阻燃剂、磷系阻燃剂、氮磷系阻燃剂等。无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂一直是人们追求的目标。无卤阻燃剂主要包括磷系阻燃剂和无机水合物。红磷阻燃剂因其阻燃效果好、阻燃效率高,广泛应用于塑料、热熔胶、橡胶、涂料等产品中。

阻燃剂

红磷是一种紫红色或略带棕色的无定形粉末。它是由P4分子组成的无机高分子化合物。不溶于水、稀酸和许多有机溶剂,微溶于无水乙醇,溶于三溴化磷和氢氧化钠水溶液。红磷是安全火柴的主要原料,可见其极易燃烧。那么为什么这种可燃物质能被广泛用作阻燃剂呢?这主要与红磷的阻燃机理有关:一方面,红磷与塑料材料燃烧过程中,通过一系列变化形成聚偏磷酸,在聚合物表面形成一层粘稠的薄膜包裹,从而减少氧气与聚合物的接触,抑制氧化过程;另一方面,利用红磷形成的磷酸、偏磷酸和聚偏磷酸作为脱水剂,促进聚合物脱水成碳,从而增加阻燃效果。

如果直接用红磷阻燃剂,会有很多问题:

1、红磷容易吸收空气中的水分,产生H3PO4、H3PO3、H3PO2等物质,使红磷变得粘稠,失去流动性,而产生的磷酸更容易吸收水分,久而久之红磷就会变成一种浑浊的物质。红磷在聚合物制品中存在一定时间后,制品表面的红磷吸潮氧化,使制品表面被腐蚀失去光泽和原有性能,并逐渐向内层加深;

2、红磷与树脂相溶性差,不仅难以分散,而且会引起偏析和沉降,使树脂粘度增加,给树脂的浇注、浸渍和操作带来困难,也导致合成材料变质;

3、红磷长期与空气接触,在生成磷含氧酸的同时,会释放出剧毒的PH3气体,污染环境;

4、红磷易受撞击引燃,干燥的红磷粉尘有燃烧、爆炸的危险;

5、红磷的吸湿性和表面不稳定性对塑料制品的物理性能,特别是弱电元件的漏电和高压元件的绝缘有不利影响;

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