在日常生活中,我們會常常見到尼龍兩個字,比如我們的衣服面料大部分都是含有尼龍成分的,這些尼龍成分就是紡絲級的尼龍,在解放初期為替代棉花立下了汗馬功勞。尼龍作為一種重要的工程塑料,具有耐磨耐油自潤滑等優(yōu)點,但其自身具備一定的可燃性,因此在一定程度上限制了它的使用,尤其是電子電氣、汽車等行業(yè)對阻燃性能的要求較高,也正是這方面的需求,阻燃尼龍的發(fā)展闊步向前。
尼龍本身是據(jù)歐一定程度阻燃型的,屬于最低級阻燃,但這往往滿足不了大家的需求,阻燃尼龍是在尼龍原料中添加阻燃劑完成的,其中真正起作用的就是阻燃劑。阻燃劑是一種能夠提高易燃或可燃材料難燃性、自熄性或消煙性的助劑,是重要的精細化工產(chǎn)品和合成材料的主要助劑之一。近年來,隨著防火安全標準的日益嚴格,全球阻燃劑用量一直呈上升趨勢。所謂"阻燃",并不是指材料不燃燒,而是使材料在火焰中能降低其可燃性,減緩火焰蔓延速度,不形成大面積燃燒,而離開火焰后,能很快自熄,沒有續(xù)燃和陰燃現(xiàn)象發(fā)生。阻燃劑主要通過吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應、氣體稀釋作用等發(fā)揮阻燃效果。
阻燃尼龍起作用有5種方式,這也是阻燃尼龍的反應機理:
1、吸熱作用
在高溫條件下,阻燃劑能夠強烈地吸收燃燒過程中放出的熱量,降低可燃物的表面溫度,減少輻射到燃燒表面和作用于自由基的熱量,可燃性氣體的生成被有效抑制,燃燒的蔓延被阻止。
2、覆蓋作用
在高溫下,阻燃劑能形成泡沫狀或玻璃狀覆蓋層,可以隔熱、隔氧,并阻止可燃氣體向外逸出,從而達到阻燃目的。
3、抑制鏈反應
阻燃劑可在氣相燃燒區(qū)中捕捉燃燒反應中的自由基,抑制火焰的傳播,使火焰的密度下降,最終使燃燒反應終止。
4、氣體稀釋作用
阻燃劑受熱分解釋放出不燃性氣體,如二氧化碳、二氧化硫、氮氣等,使材料裂解生成的可燃性氣體被稀釋到燃燒極限一下,或使火焰中心處部分區(qū)域的氧氣不足,抑制燃燒的繼續(xù)。例如含鹵阻燃劑在受熱和燃燒過程中生成不燃性氣體齒化氫,稀釋周圍的空氣,能夠起到阻燃作用。
5、凝聚相阻燃
在凝聚相反應區(qū),阻燃劑可改變材料的熱裂解過程,促使材料發(fā)生脫水、縮合、環(huán)化、交聯(lián)等反應,直至炭化,使炭化殘渣增加,可燃性氣體減少,起到阻燃作用。
目前,對于尼龍材料的阻燃改性通常分為含鹵阻燃改性和無鹵阻燃改性,而尼龍阻燃性能的關(guān)鍵指標可以通過極限 氧指數(shù)(LOI )法、UL94燃燒法,灼熱絲法等進行評估。根據(jù)目前市場的應用需求,阻燃尼龍材料的極限氧指數(shù)指標需要達到28%以上;根據(jù)美國UL94標準,阻燃尼龍材料通常要求達到V-0級才能有更廣泛的用途;根據(jù)阻燃類電子電器IEC60335的標準要求,要求的阻燃尼龍材料灼熱絲燃燒指數(shù)(GWFI)達到960℃,灼熱絲發(fā)火溫度(GWIT)達到775℃;根據(jù)電子電工標準要求,高端阻燃尼龍材料的相對漏電起痕指數(shù)(CTI)達到500 V以上。
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