3.15 打假晚會可謂是相當精彩，從酸菜到紅薯粉，涉及我們日常生活的一些品牌產品被一一曝光，給人一種“不曝不知道，一曝嚇一跳”的強烈視覺沖擊。

       本次 3.15 打假晚會也涉足了我們材料行業。針對電線電纜，晚會揭發了某些廠家偷工減料、生產不達標等問題。其中電線電纜的外皮材料成為重點曝光對象。

 

3.15 打假

 

       眾所周知，PVC 電纜料價格低廉，性能優良，在電線電纜絕緣保護材料中長期占有重要地位。由于電線電纜的特殊用途，PVC 電纜料的阻燃性能要求較高，若偷工減料降低檔次，會影響企業、生活甚至是國家安全。接下來就跟隨小編來看看如何提高 PVC 電纜料阻燃性。

 

 

        一、PVC燃燒機理

       聚氯乙烯的熱降解反應機理主要有：自由基反應、離子反應、單分子反應、極化反應等四種。PVC 首先在高溫下脫去 HCl，并形成共軛多烯，后者再環化為苯和其他芳烴，然后芳烴在氣相中燃燒生煙。而燃燒產生的熱量又加劇了 PVC 的裂解氣在氣相中的燃燒反應。因此 PVC 燃燒的一個特點就是煙很大，而且會產生 HC l有毒氣體。

       通過對 PVC 電纜料中加入阻燃劑是目前最有效且最廣泛使用的提高阻燃性的方法。

 

PVC 電纜料

 

       二、阻燃劑類型

       1、鹵素和銻阻燃劑

       鹵素阻燃劑添加量少，阻燃效率高，是目前常用的阻燃劑。鹵素阻燃劑的阻燃機理為：

       1）燃燒時，鹵系阻燃劑分解釋放出鹵化氫，鹵化氫能捕獲造成降解的火焰中的高能自由基 H- 和 HO-，延緩或終止反應，使燃燒停止。

       2）鹵化氫為一種難燃氣體，密度比空氣大，可覆蓋在 PVC 表面，降低其可燃性氣體的濃度，抑制材料的燃燒。鹵素阻燃劑包括含氯和含溴阻燃劑，其中含溴阻燃劑阻燃效率最高。

       2、氫氧化物阻燃劑

       氫氧化物阻燃劑主要為氫氧化鋁、氫氧化鎂，阻燃原理為：

       1）在燃燒時分解，其中氫氧化鋁的分解溫度為 200-300 ℃，氫氧化鎂的分解溫度為 340-490 ℃；分解后發生脫水反應，吸收高分子材料表面大量熱量，可降低燃燒材料表面溫度；同時脫水產生大量水蒸氣，稀釋可燃氣體和氧氣濃度。

       2）分解殘余物 MgO 和 Al₂O₃ 為致密的氧化物，它們沉積于 PVC 表面，限制可燃氣體的生成，起到隔熱、隔絕氧氣的作用，并達到了抑煙的效果；而且氫氧化鋁和氫氧化鎂可以吸收酸性氣體。在相同添加量下，氫氧化鎂的阻燃效果明顯好于氫氧化鋁。但氫氧化鎂與高分子材料的相容性不如氫氧化鋁好。

 

氫氧化鎂阻燃劑

 

       3、磷氮類阻燃劑

       磷類阻燃劑主要有紅磷、聚磷酸胺、磷胺、磷酸三甲苯酯等，主要在凝聚相中作用，阻燃機理為：

       1）形成磷酸配作為脫水劑，并促進成炭，炭的生成降低了從火焰到凝聚相的熱傳導；

       2）磷酸可吸收熱量；

       3）磷酸在凝聚相形成一層薄薄的玻璃狀的或液態的保護層，因此降低了氧氣擴散和氣相與固相之間的熱量和質量傳遞，抑制了氧化過程。含磷阻燃劑受熱分解發生如下變化：磷系阻燃劑→偏磷酸→磷酸→聚偏磷酸，聚偏磷酸是不易揮發的穩定化合物，具有強脫水性，覆蓋著在聚合物表面與隔絕空氣；

       4）脫出的水氣吸收大量的熱。氮系阻燃劑主要有三聚氰胺、三聚氰胺磷酸鹽、尿素等，含氮阻燃劑受熱時發生分解反應，具有吸熱、降溫和稀釋等作用。

       磷氮系阻燃劑屬膨脹型阻燃劑，具有阻燃效率高、低毒、無腐蝕性以及與相容性好等優點。

       4、硅系阻燃劑

       硅系阻燃劑，既是一種新型無鹵阻燃劑，也是一種成炭抑煙劑。其阻燃機理為在燃燒時形成炭化硅隔離層，隔絕空氣與高分子材料接觸，抑制有毒氣體和煙霧的形成，達到阻燃、抑煙的功效，一定條件下，無機硅化合物作為 PVC 的阻燃劑具有較好的阻燃作用。其阻燃的高聚物大多無毒少煙、燃燒值低、火焰傳播速度慢。有些無機硅系阻燃劑燃燒時，生成的二氧化硅在 PVC 表面形成無定型硅保護層。硅阻燃劑一般不單獨使用，而是作為協效阻燃劑使用。

       5、其他無機金屬鹽類

       硼系阻燃劑是一類應用較早、常用的無機阻燃劑，以硼酸鋅為主。硼酸鋅系水合物，在 290-450 ℃時會釋放出結晶水。硼酸鋅具有熱穩定性好、粒徑細、體積質量小、易分散、無毒等特點，但是硼酸鋅的粒度分布對材料的力學性能、應用性能和外觀有較大影響。研究表明等量的阻燃劑的粒徑愈小、 比表面積愈大，阻燃效果就愈好。硼酸鋅的阻燃機理為：

       1）形成玻璃態無機膨脹涂層；

       2）通過生成硼酸酯鹽，促進樹脂表面炭化；

       3）阻止揮發性可燃物的溢出；

       4）在高溫下脫水，即能吸收熱量，水蒸氣又可稀釋可燃氣體。

       5）在鹵素化合物存在下，生成鹵化硼，抑制和捕獲游離的羥基，阻止燃燒連鎖反應；同時可促進炭化反應，形成固相覆蓋層，隔絕燃燒的表面空氣，阻止火焰繼續燃燒并發揮消煙滅弧作用。錫酸鋅和羥基錫酸鋅為代表的無機錫化合物作為軟 PVC 的阻燃消煙劑受到越來越多的重視。

 

       三、阻燃劑的協效作用

       不同品種阻燃劑一起加入，往往具有比單一加入好得多的效果，這就是阻燃劑的協效作用。

       1、鹵銻協效作用，Sb?O? 單獨加入不具有阻燃效果，只有同鹵系阻燃劑一起加入才會有阻燃作用。兩者復合可產生阻燃作用較大的鹵化銻和鹵氧化銻。溴、氯復合，當溴、氯兩者的復合比例為 1 : 1 時，阻燃劑中溴、氯總含量為 10-12 % 時，協效作用較好。

 

Sb?O?

 

       2、磷、氮協效作用，氮系阻燃劑的加入可促進磷系阻燃劑的炭化作用。磷系阻燃劑與含結晶水化合物協效作用，磷系阻燃劑與氫氧化鋁、氫氧化鎂、含水硼酸鋅等均有協同性，原因為含水化合物燃燒時結晶水脫出氣化，吸熱降溫，給含磷阻燃劑生成玻璃狀多聚磷酸提供了有利條件。

       3、溴系阻燃劑、水合硼酸鋅協效作用，水合硼酸鋅和溴系阻燃劑并用，燃燒時可生成溴化硼或溴化鋅殘存在高分子材料表面，它們在熱熔狀態下是一種致密的玻璃狀熔融物，能將可燃的高分子材料封閉起來，因此兩者有協同作用，并且效果明顯。

       4、鋁、鎂氫氧化物協效作用，氫氧化鋁和氫氧化鎂協同加入，除發揮各自阻燃作用如分解吸熱、生成水蒸氣稀釋可燃氣體、殘渣沉積能隔絕氧氣等三方面外，氫氧化鋁還可促進氫氧化鎂的炭化作用，加速 PVC 表面炭化，兩者的復合比例為 3 : 1-1 : 1之間。

 

轉自——網絡

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