我們看古裝劇的時候，有時會有打更的出現(xiàn)，手拿銅鑼，邊打邊扯著嗓門喊“天干物燥，小心火燭”。從古至今，發(fā)生的天災(zāi)人禍里面，火災(zāi)無疑是最讓人懼怕的，俗話說“水火無情”，一旦發(fā)生災(zāi)禍，后果難以預(yù)料。然而，隨著科技的進(jìn)步，人類發(fā)明的蓬勃發(fā)展，在對抗火災(zāi)方便取得了巨大的進(jìn)步，其中，阻燃劑是當(dāng)今對抗火災(zāi)效果最為顯著的武器之一。我們之前介紹了紅磷作為的阻燃劑的特點和一些缺陷（參看本網(wǎng)博客文板塊文章《紅磷與阻燃劑》），今天主要介紹一下紅磷的阻燃機理以及克服其缺陷的辦法（微膠囊技術(shù)）。
紅磷的阻燃機理
紅磷在受熱時被氧化生成P2O5，在有水條件下氧化磷會迅速轉(zhuǎn)化為生成H3PO2、H3PO3、H3PO4等。所以紅磷的阻燃過程，跟它受熱之后所發(fā)生的反應(yīng)有關(guān)，其阻燃機理也不會脫離主流的防火阻燃機理。
紅磷的阻燃機理一般認(rèn)為與有機磷系阻燃劑的阻燃機理有相似之處。當(dāng)它的溫度達(dá)到400℃~450℃下，紅磷解聚形成白磷，后者在水氣存在下會被迅速氧化為具有粘性的含氧酸，這類酸在覆蓋基材表面的同時，又可在材料表面加速脫水炭化，形成的液膜和炭層則可將外部的氧、揮發(fā)性可燃物和熱與內(nèi)部的基材隔開，從而讓燃燒無以為繼，最終燃燒中斷。此外，有研究者提出，紅磷在凝聚相可與高聚物或高聚物碎片作用而減少揮發(fā)性可燃物的生成，相當(dāng)于紅磷充當(dāng)了捕獲劑的作用，將可燃物捕獲，燃燒自然就會停止。某些含磷的物系也可能參與氣相反應(yīng)而發(fā)揮阻燃作用。紅磷的阻燃機理似乎與被阻燃高聚物有關(guān)，當(dāng)其應(yīng)用于不同基材時，其阻燃劑機理會略有不同。
微膠囊技術(shù)與包覆紅磷
包覆紅磷又叫
微膠囊化紅磷，其目數(shù)可達(dá)到800~1000目，使用不同的囊材對紅磷進(jìn)行微膠囊化處理，即可獲得包覆紅磷。當(dāng)然，微膠囊化技術(shù)并非是包覆紅磷的專屬，該技術(shù)（microencapsulation，MC）作為化學(xué)品的特種包覆技術(shù)，最早用于無碳復(fù)寫紙，后來廣泛地用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、顏料、食品及化妝品等領(lǐng)域，到二十世紀(jì)末，微膠囊化技術(shù)開始應(yīng)用于阻燃劑領(lǐng)域。微膠囊制備方法從原理上大致可以分為物理方法、化學(xué)方法和物理化學(xué)方法三類。具體有噴霧干燥法、空氣懸浮法、靜電沉淀法、離心擠壓法、相分離法、粉末床法、干燥浴法（復(fù)相乳液法）、沉積凝聚法、接枝聚合法和原位聚合法等。
阻燃劑微膠囊化的制備原理是將阻燃劑在機械攪拌和分散劑的作用下迅速均勻懸浮在液相中，用合適的囊材在其表面通過物理或化學(xué)的方法形成微米級厚度的致密囊壁，使阻燃劑免受外界環(huán)境如熱、光、氧氣、水氣、酸、堿等的影響。對阻燃劑微膠囊來說，囊壁可耐聚合物加工的高溫和壓力，且不能與包裹的阻燃劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)制品一旦遇火受高熱時，囊壁能立即熔融破裂，從而釋放阻燃劑，達(dá)到阻燃的目的。
微膠囊化的水?
紅磷經(jīng)微膠囊化處理后，消除了紅磷單獨作為阻燃劑使用的一些缺點，不過，對于不同公司生產(chǎn)的包覆紅磷，由于囊材跟技術(shù)的差異，其產(chǎn)品質(zhì)量還是有相當(dāng)大的差別。總體來說，包覆后的紅磷，一是消除紅磷在貯運、生產(chǎn)、加工過程中的隱患；二是白度化，淡化（并非消除）紅磷的顏色，拓寬紅磷的應(yīng)用范圍，由于顏色問題，包覆紅磷也主要用于深色基材或?qū)︻伾蟛桓叩淖枞继砑樱陔娎|方面應(yīng)用比較廣泛；三是改善與基材的相容性，減小對基材力學(xué)性能的影響；四是通過對囊材的選擇，實現(xiàn)多種阻燃元素（阻燃劑）的復(fù)配，提高阻燃抑煙效能。
附：聚合物（塑料、橡膠、有機玻璃、織物等）的阻燃途徑：
對聚合物材料來說，一般采用兩種途徑進(jìn)行阻燃：一是通過改變聚合物結(jié)構(gòu)的方法提高聚合物材料本身的耐熱性，在聚合物分子鏈上引入有阻燃作用的基團(tuán)或者與其它能阻燃的單體進(jìn)行共聚；第二個途徑是直接向聚合物中添加阻燃劑。其中，第一種途徑所指的是反應(yīng)型阻燃劑阻燃聚合物，阻燃劑作為聚合物單體或輔助試劑參與合成反應(yīng)，成為聚合物的結(jié)構(gòu)單元，但其復(fù)雜的制備工藝，高昂的成本，使得這種方法應(yīng)用得較少；第二種途徑中阻燃劑只以物理方式分散在聚合物中而不與聚合物本身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種方法簡單，成本低，應(yīng)用范圍廣，是當(dāng)前對聚合物材料進(jìn)行阻燃的主要方法。
更多阻燃劑行業(yè)新聞資訊及技術(shù)前沿，可訪問宏泰基網(wǎng)站新聞欄目：http://m.cqhongluan.cn/news-181533.html
微信
手機站