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止可燃气体逸出的作用.由于这是从纳米或分子水平设计上来考虑高聚物复合材料的结构,从而其阻燃性能和力学性能得到提高,因此这类阻燃材料是一种充满希望的无卤型绿色环保助剂.

3绿色阻燃剂在纺织品中的应用

随着科技的发展,人们对于纺织品安全性能的要求也越来越高,纺织品阻燃安全性能已经成为国际上纺织品检测的重要指标之一,而国内对阻燃安全性能的检测要求也越来越重视.除了使用本质阻燃面料,如芳纶、腈棉、杜邦凯夫拉、诺梅克斯、澳大利亚PR97等,后整理阻燃面料也已经在大量地使用过程中,使用更加绿色安全的阻燃剂对纺织品进行阻燃整理也日趋为各国的纺织品市场所接受.这些绿色的阻燃剂不仅应用于那些特殊工种服装,如焊工服、消防服,也可以应用于日常的纺织面料中,如居家装饰和被褥用织物,军用品和汽车构件材料中也大量用到了阻燃纺织品.因此,安全、绿色、手感良好的阻燃剂市场占有率也会增加.

Ciba的FlamesrabNOR116是过程可熔融性非卤素阻燃剂,用于聚烯烃类纤维,包括非织造材料,显示出优异的阻燃效能,可大量用于多种汽车和建筑结构材料.该公司的阻燃产品由于改进了耐紫外线(UV)的稳定性,在产业用和室外织物应用方面也有发展.

金属氢氧化物阻燃剂,如阻燃地毯苯乙烯-丁二烯胶乳中的氢氧化铝,在燃烧时可以大量吸收热量,因此在刚开始燃烧时的阻燃效果亦非常显著.

Apexicial公司最近推出了一种非卤素、高含磷的熔融可溶性(meltsoluble)阻燃剂——ApexicialPyrapex,可用于聚酯和尼龙织物,由于其聚合物熔融可溶性,特别受到需要阻燃保护的双组分非织造生产企业的欢迎.

膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂,应用于纤维和织物时主要通过两种方式:一是将阻燃剂配制成整理液,通过涂布等方式整理到织物表面,天然纤维大多采用此方法;二是将膨胀型阻燃剂作为一种共聚单体加入到聚合物中,大多用于合成纤维的阻燃.

纳米复合材料阻燃课题研究的前沿是美国Cornell大学以及美国国家标准与技术研究所(NIST),他们研究了尼龙6、聚丙烯和聚苯乙烯纳米复合材料的阻燃性,并获得了初步成果[25].王增加[26]等人研究发现经改性处理的蒙脱土添加量少(一般为基材质量的2%~5%)分散性好,添加剂与聚合物之间接触面积极大且存在二者界面间的化学键,因而它们具有理想的粘接性,能够在不影响材料力学性能的条件下提高材料的热稳定性能,作为基础阻燃体系具有广阔的应用前景.

4绿色

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阻燃剂的展望

目前广泛使用的阻燃剂多为含卤阻燃剂,虽然有机卤化物在气相中产生活性卤素基团,能有效地改变高聚物的热氧化过程,利用阻燃剂分解放出的HX(如HBr、HCl及HI)与聚合物降解产生的H和OH自由基相互作用,使自由基浓度降低,从而延缓或终止燃烧的链反应,但是当火灾发生时,由于这些材料的分解和燃烧会产生大量烟雾,其主要起阻燃作用的HX是有毒、腐蚀性的气体,从而妨碍救火和人员的疏散、腐蚀仪器和设备,造成“二次灾害”,且燃烧产物(卤化物)具有很长的大气寿命,一旦进入大气就很难除去,严重污染了大气环境,更为甚者,它能造成臭氧层的破坏.因此,虽然含卤阻燃剂效果良好且应用很广,但它仍将被逐渐淘汰,取而代之的是更为清洁、环保的绿色产品.

绿色阻燃剂如无卤阻燃剂,因其高效、低烟、低毒等特性,最终可以取代含卤阻燃剂;磷系阻燃剂和无机氢氧化物也应进一步加强研究,特别是在阻燃剂的微胶囊化技术、超细化技术、表面改性处理技术等方面,通过微胶囊化可以降低红磷的吸湿水解性,减少有毒磷化氢气体的放出;膨胀型阻燃剂和高聚物/无机纳米复合材料阻燃剂因其具有优良的阻燃性能和物理性能以及无毒、无污染等优点,必将成为下一步研究开发的重点.随着人们对聚合物阻燃体系环境友好性要求的不断提高,纳米高聚物/无机复合材料与磷-氮系阻燃剂的协同阻燃应当是今后阻燃剂改性研究的主要方向.绿色化学和技术必将带来新的产业革命;今后绿色阻燃剂工业研究的重点应是开发新型友好的低烟、低毒无卤产品,采用环境友好的化学反应,在工艺过程中使用无毒无害的原料、溶剂和催化剂,真正做到让不同的介质(生物、大气、水和土壤)都无影响或者影响最小.


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