橡胶的阻燃技术
除了少数合成橡胶外,大部分合成橡胶制品与天然橡胶一样,属于易燃或可燃材料。目前,常见的提升橡胶阻燃性的方式包括加入阻燃剂或阻燃填充剂,以及与阻燃材料进行共混改性。此外,在聚合过程中通过引入阻燃基团也是一种有效的阻燃技术,能够增强橡胶的阻燃性能。此外,提高橡胶制品的交联密度也有助于提升其阻燃性。橡胶的阻燃技术简单那介绍如下:
1、烃类橡胶
烃类橡胶包括天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶(BR)、氯化丁基橡胶(IIR)、乙烯丙烯橡胶(EPR)和乙烯丙烯二烯共聚物(EPDM)等。虽然丁腈橡胶(NBR)不属于烃类橡胶,但其阻燃技术与烃类橡胶相似,因此也可以归入该类处理。
与阻燃高聚物共混
烃类橡胶与聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯(CPE)、氯磺化聚乙烯(CSM)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)等高聚物共混,可以有效提高橡胶的阻燃性能。在共混时,需要特别注意橡胶与高聚物的相容性和可能的交联问题。
含卤橡胶通常含有卤素元素,氧指数一般在28至45之间,氟橡胶(FPM)的氧指数甚至可达到65以上。含卤橡胶的卤素含量越高,氧指数通常越高,具有较强的阻燃性。含卤橡胶本身具有较好的阻燃性,能够离火自熄。因此,相比烃类橡胶,含卤橡胶的阻燃处理较为简单。为了进一步提高含卤橡胶的阻燃性能,通常可以通过添加额外的阻燃剂来增强其效果。
3、杂链橡胶
这类橡胶中最有代表性的是二甲基硅橡胶,其氧指数为25左右。其实用的阻燃途径是提髙其热分解温度、增加热分解时的残渣、减缓可燃性气体的产生速度等。
橡胶阻燃的必要性
橡胶阻燃的技术途径
阻燃效应及机理
阻燃剂发挥阻燃作用的主要原因是在高聚物燃烧的过程中能够阻止或抑制其物理的变化或氧化反应。能够具有如下一种或多种阻燃效应的化合物,均可作为阻燃剂。
化合物受热分解或释放出结晶水或脱水,因其吸热而使材料的温度上升受到抑制,从而产生阻燃效应,称为吸热效应。如硼砂、氢氧化铝、碳酸钙等因此而起到阻燃作用。
阻燃剂在较高温度下生成稳定的覆盖层或分解生成泡沫状物质,覆盖于高聚物表面,使高聚物材料因热分解而产生的可燃性气体难以逸出,并对材料起隔热和隔绝空气的作用,从而达到阻燃的效果。如磷酯类化合物和防火发泡涂料等。
其作用机理是在受热分解时能够产生大量的不可燃性气体,使高聚物材料所产生的可燃性气体被稀释而达不到可燃的浓度范围。如CO2、NH3、HCl、H2O等可作为稀释气体。磷酸铵、氯化铵、碳酸铵等在加热时能产生这种不燃性气体。
这是一类能够切断着火燃烧自由基连锁反应的抑制剂。这类物质可以与·OH反复反应而生成H2O,切断了自由基的反应链,抑制氧化反应发生,使其不至于激烈到起火的程度,即它在强烈的热源环境下,着了火也会在外热源离开后,因热量少而不能维持燃烧,离火自熄。常用的溴类、氯类等有机卤素化合物就有这种抑制效应。
其作用是改变高聚物材料热分解的模式,从而抑制可燃性气体的产生。例如,利用酸或碱使纤维素产生脱水反应进而分解成为炭和水,而不是可燃性气体,这样也就不能着火燃烧了。氯化铵、磷酸铵等的阻燃剂就属于这类。
这里主要是阻燃剂的并用。有些化合物单独使用无阻燃效果或效果不大,采取并用能增强阻燃效果。如三氧化二锑与卤素化合物并用,可大大提高阻燃效率,而且能减少阻燃剂的总用量。
阻燃材料测试方法
水平燃烧概念:可针对塑料板、橡胶板、发泡材料等进行水平方向的燃烧(常见水平燃烧级别:HB、HB40、HB75、HBF、HF-1、HF-2)。
常用标准:UL94、ASTM D635、GB/T 2408 方法A、ASTM D4986、ISO9772。
所谓“阻燃”,不是指材料在接触火源时完全不会燃烧,而是使材料在火焰中的可燃性降低,蔓延速度减缓,不形成大面积燃烧。离开火焰后能很快自熄,不再燃烧或阴燃。
阻燃等级分类
主要阻燃剂分类
硅系阻燃剂:以硅元素为基础的阻燃剂,具有优异的热稳定性、抗氧化性和良好的电气绝缘性。硅系阻燃剂通常在高温条件下能保持较好的阻燃性能,并且具有较低的烟雾释放和无毒性,符合环保要求。
阻燃剂的选择依据不同材料、应用要求以及环保需求等因素,在选择时,需要综合考虑阻燃效果、环境影响、安全性以及成本等多方面因素。
文章内容来源于网络,重在分享,如有错误请告知修正!