Prinzip des Flammschutzmittels, die wichtigsten Arten von Flammschutzmitteln
Flammschutzmittel werden eingesetzt, um die Flammbeständigkeit molekularer Materialien zu verbessern, indem sie den Entzündungspunkt molekularer Materialien erhöhen oder die Brenngeschwindigkeit von Materialien verringern und so die Rettungszeit verlängern, Leben retten und Verluste reduzieren. Je nach Struktur können Flammschutzmittel in makromolekulare polymere und niedermolekulare Flammschutzmittel unterteilt werden; je nach Verwendungsmethode können sie in additive Flammschutzmittel und reaktive Flammschutzmittel unterteilt werden; je nachdem, ob das Material Halogen enthält, können sie in halogenhaltige Flammschutzmittel und nicht halogenhaltige Flammschutzmittel unterteilt werden. Additive Flammschutzmittel werden meist in thermoplastischen Polymeren verwendet, die nicht chemisch mit anderen Bestandteilen des Materials reagieren und nur auf physikalische Weise im Polymermaterial vorhanden sind; reaktive Flammschutzmittel werden meist in duroplastischen Polymeren verwendet, die an der chemischen Reaktion synthetischer Polymere beteiligt sind und zur Struktureinheit der Polymere werden.
Entsprechend den drei Hauptelementen der Verbrennung - brennbares Material, brennbares Material und Feuerquelle - lassen sich die folgenden vier Grundsätze für Flammschutzmittel zusammenfassen.
Erstens, durch die Absorption von Wärme zu erreichen Flammschutzmittel. Wie anorganische Flammschutzmittel Aluminiumhydroxid Zersetzung bei hohen Temperaturen, die Freisetzung von kristallinem Wasser, kristallines Wasser verdampft in Wasserdampf. Dieser Prozess absorbiert eine Menge Wärme, reduziert die Temperatur der Materialoberfläche, flammhemmend.
Zweitens, durch die Erzeugung von nicht brennbarem Gas verdünnen Sauerstoff und verlangsamen die Geschwindigkeit der Verbrennung. Wie Aluminiumhydroxid Flammschutzmittel produziert Wasserdampf kann die Konzentration von Sauerstoff um das Material zu reduzieren und hemmen die Ausbreitung des Feuers.
Drittens, die Bildung einer dichten Deckschicht auf der Oberfläche des Materials, isoliert das Material von Sauerstoff-Kontakt. Wie Phosphor Flammschutzmittel in Hochtemperatur-Bedingungen wird stabiler Struktur der vernetzten festen Material oder verkohlten Schicht um das Material gewickelt, um eine weitere Verbrennung zu verhindern.
Viertens: Einfangen der freien Radikale, die an der Verbrennungsreaktion beteiligt sind, Hemmung der Kettenreaktion freier Radikale. Wie Brom Flammschutzmittel in Hochtemperatur-Bedingungen, Polymer-Materialien durch thermische Zersetzung, Brom Flammschutzmittel und thermische Zersetzungsprodukte zur gleichen Zeit in die Gasphase Verbrennung Bereich, fangen die freien Radikale in der Gasphase Verbrennung Bereich, hemmen die freie radikale Kettenreaktion, wodurch die Flammenausbreitung.
Nach den allgemeinen Kategorien lassen sich Flammschutzmittel in halogenhaltige Flammschutzmittel und halogenfreie Flammschutzmittel unterteilen. Der größte Unterschied zwischen den beiden ist, dass erstere Halogene enthalten, während letztere keine Halogene enthalten. Halogenfrei ist jedoch nicht absolut frei von Halogen, sondern wird nach der Menge des Halogengehalts definiert. Halogenfrei ist definiert als weniger als 900 ppm Brom und Chlor und weniger als 1500 ppm Gesamtbrom und -chlor. Halogenhaltige Flammschutzmittel beziehen sich hauptsächlich auf bromhaltige Flammschutzmittel und chlorhaltige Flammschutzmittel, von denen bromhaltige Flammschutzmittel die am häufigsten verwendeten und weit verbreiteten Flammschutzmittel sind. Die meisten flammhemmenden Stoffe enthalten Halogene. Halogenierte Flammschutzmittel zeichnen sich durch eine geringe Zugabe, eine signifikante flammhemmende Wirkung und einen niedrigen Preis aus. Bei der Zugabe von Flammschutzmitteln haben Halogenelemente eine gute Kompatibilität mit Polymermaterialien und beeinträchtigen die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Materialien selbst nicht. Gleichzeitig dürfen aber auch die einzelnen bromierten Flammschutzmittel nicht außer Acht gelassen werden. Wie Hexabromcyclododecan, in den Verbrennungsprozess wird eine Menge von Rauch sowie giftige Gase freisetzen, um das Feuer, Flucht und Erholung Bemühungen um Schwierigkeiten zu bringen.
In der halogenierten Flammschutzmittel Gesicht eine Menge Kontroverse, müssen wir die folgenden Fakten zu verstehen.
Erstens sind bromierte Flammschutzmittel weltweit noch immer weit verbreitet, und es gibt derzeit bis zu 70 Arten von bromierten Flammschutzmitteln. Die Zulassungsliste und die Kandidatenliste der EU und vieler Länder enthalten nur Hexabromcyclododecan, darunter 2 bis 3 Arten von halogenierten Flammschutzmitteln. Die überwiegende Mehrheit der bromierten Flammschutzmittel wurde einer strengen Bewertung unterzogen, um zu beweisen, dass sie für Mensch und Umwelt unschädlich sind, und einige bromierte Flammschutzmittel, wie Tetrabrombisphenol A, sind weniger giftig als Kochsalz.
Zweitens entstehen bei der Verwendung und dem Recycling bromierter Flammschutzmittel unter den richtigen Betriebsbedingungen keine neuen gefährlichen Gase, und die Recyclingfähigkeit ist besser als bei anderen Flammschutzsystemen. Bromhaltige Flammschutzmittel haben einen breiten Anwendungsbereich, fast alle Materialien müssen flammhemmend sein.
Zu den halogenfreien Flammschutzmitteln gehören Flammschutzmittel auf Phosphorbasis, intumeszierende Flammschutzmittel, anorganische Flammschutzmittel, silikonhaltige Flammschutzmittel und Flammschutzmittel auf biologischer Basis. Es gibt viele Arten von halogenfreien Flammschutzmitteln, aber sie stehen vor einem gemeinsamen Problem, nämlich dass es schwierig ist, eine gute flammhemmende Wirkung zu erzielen, und dass es Auswirkungen auf die Mechanik des Materials und die Verarbeitungseigenschaften gibt. Halogenierte Flammschutzmittel und halogenfreie Flammschutzmittel haben daher ihre eigenen Vor- und Nachteile. Bei der Auswahl der Flammschutzmittel sollte man die Struktur des Substrats, das flammgeschützt werden soll, den Nutzen für die Umwelt und das Recycling usw. berücksichtigen. Die meisten der halogenfreien Flammschutzmittel enthalten die Elemente Phosphor und Stickstoff.
I. Phosphorhaltige Flammschutzmittel. Phosphor-Flammschutzmittel werden in anorganische Phosphor-Flammschutzmittel und organische Phosphor-Flammschutzmittel unterteilt, wobei die Modifizierung von Phosphor-Flammschutzmitteln und die Herstellung von Flammschutzmitteln im Mittelpunkt der Arbeit stehen. Phosphorhaltige Flammschutzmittel wirken hauptsächlich in der Anfangsphase der Zersetzung des Materials im Feuer und bilden einen Schutzfilm, der von der Hitze und Luft von außen isoliert ist.
Zweitens, die Ausbreitung von Flammschutzmitteln. Intumeszierende Flammschutzmittel können das der Flamme ausgesetzte Material für eine lange Zeit wirksam schützen.
Drittens: anorganische Flammschutzmittel. Anorganische Flammschutzmittel haben eine gute thermische Stabilität, sind flammhemmend, nicht flüchtig, nicht korrosiv, haben eine geringe Rauchentwicklung usw. und sind die Hauptrohstoffe für halogenfreie Flammschutzmittel mit niedrigem Halogengehalt.
Viertens, silikonhaltige Flammschutzmittel. Siliziumhaltige Flammschutzmittel, Si-O-Si-Struktur ist stabil, und hat die Eigenschaften der geringen Toxizität, Anti-Tropfen, fördern die Bildung von Kohlenstoff und Rauch Unterdrückung während der Verbrennung.
V. Flammschutzmittel auf biologischer Basis. Obwohl sich biobasierte Flammschutzmittel erst im Anfangsstadium der Forschung befinden, sind sie aufgrund ihrer Vorteile wie niedriger Preis, Ungiftigkeit und breite Palette von Ressourcen allmählich zu einem Brennpunkt der Aufmerksamkeit und Forschung geworden.
Wissenschaftliche Erkenntnisse über den Umweltschutz von Flammschutzmitteln. In den letzten Jahren werden zunehmend halogenfreie Flammschutzmittel nachgefragt. Lange Zeit und auch jetzt noch ist die falsche Auffassung "Halogenflammschutzmittel sind giftig und schädlich, halogenfreie Flammschutzmittel sind umweltfreundlich und die Zukunft der Flammschutzmittel" tief verwurzelt. Die Sichtweise "halogenfreie Flammschutzmittel = Umweltschutz" hat sich durchgesetzt. Tatsächlich sind nach dem internationalen gemeinsamen System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien unter den mehr als 70 Arten handelsüblicher bromierter Flammschutzmittel nur die beiden Produkte TBBA (Tetrabrombisphenol A) und HBCD (Hexabromcyclododecan) eindeutig als giftig und schädlich definiert. Und einige nicht halogenhaltige Flammschutzmittel wie die große Mehrheit der Phosphatester und einige Phosphate und Hypophosphate selbst tragen die Bezeichnung umweltgefährdende Stoffe. Es gibt also keine wissenschaftliche Grundlage, um zu beurteilen, ob ein Produkt aufgrund des Gehalts an bestimmten chemischen Elementen umweltfreundlich ist.
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