一种对现代社会防火安全起着关键作用的材料,它要安全且有效,是阻燃材料,然而达成这样的目标,却面临着效率方面、环保方面以及成本方面之间的那种复杂平衡 。
阻燃剂的发展历程
二十世纪五十年代,我国阻燃剂开始了规模化研发。早期的时候,产品种类是稀少的,像四溴乙烷三磷酸酯这类。之后在六七十年代,进展变得缓慢起来了。正是这种滞后,造成国内阻燃技术长期依靠后续的引进以及追赶,基础研究跟工业化应用之间出现了断层。
步入八十年代之后,缘由于塑料、建材等合成材料产业实现疾速发展,致使对阻燃剂的需求急剧增长,进而推动了相关领域的科研投入力度。可是,核心技术以及高性能产品长久以来一直被国外公司掌控主导,此种局面一直到近二十年之际才渐渐有所改善。
卤系阻燃剂的优势与困境
长期以来在市场占据主导地位的溴系阻燃剂,其用量很少、阻燃效率极高,是它最大的优点。它在电子电器外壳、建筑保温材料等领域有着广泛应用,全球每年的消耗量极大。而同样属于卤系的氯系产品,由于其阻燃效能相对更低些,所以市场份额较小 。
可是卤系阻燃剂于火灾发生之际,会释放诸多有毒兼有腐蚀性的烟雾,像溴化氢、二噁英这类,从而造成极为严重的“二次灾害”。这一致使的缺陷,促成全球范围,特别是欧美那些国家,渐渐借助法规去限制它的使用,并且寻觅更为安全的替代办法。
无卤阻燃技术的兴起
为应对关乎卤系阻燃剂的环保以及安全方面的问题,无卤阻燃剂变成了研发的重点方向。当中,磷系阻燃剂属于主流方向里的一个,它不但具备阻燃的功能,而且还能够起到增塑的作用,进而改善材料的加工性能。具有代表性的产品像聚磷酸铵(APP),已然广泛地应用于塑料、涂料以及纺织品 。
还要说的另一重要类别呀,就是那个金属氢氧化物了,就比如说氢氧化铝以及氢氧化镁。它们呢,在受热之时会分解,而且这个过程会吸热,同时还会释放出那个水蒸气哈,然后来稀释可燃气体。虽说添加量是比较大的,不过关键是无毒,并且抑烟的效果相当不错。像这类阻燃剂呢,在电线电缆、轨道交通内饰当中被应用,应用得相当普遍呢。
创新型阻燃剂产品
八十年代末时,在英国与日本,有公司将具备高阻燃效率的红磷颗粒予以包裹处理,解决了红磷颗粒易吸潮、易迁移以及稳定性差等问题,而经此处理所得到的微胶囊化红磷,成为创新型无卤阻燃剂的典型代表,早在九十年代就已达成此类产品的商品化生产 。
而被称作“合金型”的那种阻燃剂,是借助分子设计以及界面融合技术,把红磷跟多种助剂结合成稳定复合体系后得到的产物。这样的设计目的在于协同提高阻燃效率,与此同时降低对基材物理性能的负面作用,体现了精细化复合的技术趋向。
阻燃剂在纸张中的应用
实现纸制品阻燃主要经由两种途径达成,其一为运用本身不具备燃烧性质的无机纤维纸,像石棉纸、玻璃纤维纸这类,大多应用于特殊工业场合,其二是于普通纸浆之中添加或者针对成品纸予以浸渍处理,这是当前发展更为迅速、应用更为灵活的方式 。
磷酸铵盐、硼酸锌、水合氧化铝等作为品类较多的用于纸张的阻燃剂,它们凭借促进纤维炭化,或者隔绝氧气,亦或者冷却降温等办法来起到阻燃功效,经过处理的纸张能够被运用在装饰材料、包装以及重要文书保存方面 。
未来阻燃剂的发展方向
需具备多重特征的未来高效阻燃体系,比如,能更有效地抑制材料在燃烧表面的氧化反应(凝聚相阻燃),又或是在气相中释放出能强力中断燃烧链式反应的活性物质。研究者正探索如某些有机金属化合物等新型气相阻燃剂。
与此同时,“抑烟”以及“低毒”已然变成刚性要求,各个国家的法规对于材料燃烧之际的烟密度还有毒性气体浓度的限制越发严格,所以,去开发在具备高效阻燃性能的同时,能够显著削减烟雾以及有毒气体释放的下一代的绿色阻燃剂,这是行业领域的核心攻关目标。
为了保障安全以及为了保护环境这般的情形当中,我们应该怎样去权衡并且推动技术得到创新呢?你对于在日常生活期间所接触到的阻燃材料存在哪些关注或疑问呀?欢迎留下话语去一起讨论,要是觉得这篇文章是具备帮助作用的,请去点赞还请分享 。
