关于高分子材料阻燃技术的研究

关于高分子材料阻燃技术的研究

何国鹏   广东美的生活电器制造有限公司   528311

摘要：高分子材料不仅价格亲民，还具有出色的性能，广泛应用于日常生活。然而，高分子材料也存在明显的缺点，因为大多数高分子材料具有较低的燃点，一旦起火很难被扑灭，对环境和人们的生命财产安全造成一定威胁。这也在一定程度上限制了高分子材料的应用范围。因此，深入研究高分子材料的阻燃机理，并对相关技术进行分析，对于更好地利用高分子材料的性能，为社会经济发展提供服务具有重要意义。

关键词：高分子材料；阻燃技术；要点

引言：随着工业技术的飞速发展，高分子材料的应用范围愈发广泛，其阻燃、耐腐蚀性能在不断提高。但由于高分子材料的耐火性差、热塑性差、易燃等特点，导致了高分子材料件火灾频发，产生了巨大的经济损失，造成了极其恶劣的影响。所以，必须加强高分子材料的耐火性能的研究。

一、高分子材料的阻燃机理

目前，有关部门的技术人员已经将阻燃技术进行了科学的改进，采用了高分子材料来解决火灾的缺点，这种基于高分子材料的阻燃技术有着严格的科学依据。它在使用的时候，会表现出很好的阻燃效果，它的作用就是在高分子材料的组成和结构发生变化的时候，形成一层保护膜，可以有效的防止燃烧的物质。其实，在对阻燃技术的具体使用机制进行分析时，可以从两个方面进行讨论。这是防火工作的关键，一是隔绝氧，二是降低燃烧环境的温度。

凝聚相的阻燃机制是一种非常有效的方法，研究人员发现，在燃烧的时候，会产生许多微小的分子，这些微小的分子可以起到很好的阻燃剂作用，在实际燃烧的时候，可以切断它们的连锁反应，提高材料的热解温度，而且在燃烧的时候，大量的水蒸气可以与阻燃高分子材料里面的氢氧元素混合在一起，形成大量的水汽，将燃烧材料的表面包裹住，有效地隔绝了燃烧物质和氧气，达到了理想的阻燃效果。而且，这种水雾还可以有效地降低燃烧材料的温度，将材料中的孔隙完全封闭，从而达到更好的隔绝效果。而在实际的阻燃工作中，凝聚相具有四种不同的阻燃方式。首先，就是在燃烧的时候，会有一些惰性的气体，会影响到火焰的燃烧。其次，多碳孔可以在实际的阻燃过程中生成，从而达到防火的目的。第二，这种材料在燃烧的时候会产生大量的热量，导致材料的表面温度下降。第三种是因为无机分子的高比热容，可以在燃烧的时候将分子和分子氧化，以达到理想的阻燃效果。

二、高分子材料的分类

现在的高分子材料有很多种，比如橡胶、塑料、纤维、粘合剂、涂料等等，在众多领域都有很大的用途。高分子材料又称为高分子材料质，它是通过多次共价结合而形成的很多简单相同的结构单位。目前关于高分子材料的归类有很多种方式，根据原料的种类将其归类为自然物质和人造物质；根据物料性质可分为橡胶、纤维、塑料、粘合剂、涂料等等；根据用途的不同，可以将其划分为：普通高分子材料、特种高分子材料、功能性高分子材料。高分子材料在建筑、交通、家电、工农业、航天等领域得到了越来越多的应用，并逐渐朝着功能化、智能化、精细化方向发展，但国内在这一领域的发展和研发却比较滞后，必须尽快克服这些问题，加强技术人员的培训，使高分子材料的成形工艺水平达到国际先进水平。

三、高分子材料阻燃技术要点

1、CNT阻燃技术

纳米复合阻燃技术主要以纳米技术为基础。纳米技术的研发给现有产业的发展趋势带来了很大的概念，纳米技术的采用为聚合物阻燃技术的应用提供了新的机遇。研究表明，在高分子材料中加入纳米结构会使材料的内部结构发生一定的变化，从而达到材料的阻燃效果。目前，纳米添加剂材料种类繁多，高分子材料中经常使用碳纳米管、石墨、硅酸盐等物质，是纳米材料中最公认的阻燃剂。其中，碳纳米管具有特殊的结构，具有更高的机械、电和热性能，可被视为富勒烯。由沿矢量方向卷曲石墨360构成的封闭管可与其它阻燃剂一起使用，以显着提高材料的阻燃效果；与传统材料相比，硅酸盐阻燃剂具有更好的综合性能，并改善了材料的物理性能，包括阻燃性、机械性能和热稳定性。硅酸盐改性通常使用有机阳离子，降低其表面性能，促进其与聚合物的相容性，提高材料的应用效果。石墨阻燃剂在电极材料、生物、传感器等方面显示出良好的应用优势，其结构相对稳定，可以提高高分子材料的阻燃性能。根据其他学者的分析，在高分子材料中加入合适的有机蒙脱石和PS元素可以合成PS/OMMT材料，可以有效提高阻燃性能。在制备过程中，反复尝试添加比例，对两种材料进行合理布局，以快速降低燃烧过程中材料放热率，避免部分热反馈，抑制火焰蔓延，有效降低火灾危险性。这种阻燃技术广泛应用于汽车工业。

2、化学反应技术

化学反应点火技术主要通过共聚、结合和连接进行。该技术可通过相应的化学反应将阻燃元素或基板引入高分子材料的主链或侧链，并用高分子防火材料取代高分子易燃材料。目前广泛使用的技术是通过射线辐射高度分子材料，这可能导致材料中的分子链相交，从而减少燃烧和熔化过程中的滴滴问题。聚合物材料可以增加形成碳的可能性，从而达到防火效果。普通聚苯乙烯接通后，燃烧速度可以大大降低，没有熔胶问题，表面形成高浓度碳层，包裹内塑料。该技术不需要引爆剂或催化剂，在环境温度下可能发生化学反应而不会造成污染问题。互连不仅改变了聚合物的结构和性能，而且扩大了其范围并促进了新的点火技术的出现。

3、微胶囊技术

在聚合物材料的燃烧技术中，微胶囊技术非常重要。它是在专家研究的单壁碳纳米管结构的基础上开发的，而且这种阻燃技术得到广泛应用。微胶囊技术的定义是在纳米胶囊中放置阻燃剂，材料主要分为天然聚合物材料，即纤维素和蛋白质以及聚合物材料。如果聚合物材料燃烧，由此产生的高温使含有阻燃剂的微胶囊熔化，而正阻燃剂则逃离微胶囊，停止燃烧。这种技术更精确，细节影响所有材料的防火效果，如微胶囊壁厚、体积大小、正燃烧量等。这就是为什么，在准备微胶囊的过程中，需要注意上述因素，严格控制细节，提高材料的防火效果。

4、共聚、交联与接枝技术

共聚、交联和接枝技术是通过化学反应来实现的，因此人们也可以将这一系列技术称为阻燃化学反应技术。材料是一个巨大而复杂的系统，由一系列原子组成，通过不同的化学键连接在一起。小原子的差异或化学键的变化很可能改变物质的性质。因此，建议改变聚合材料的易燃易爆特性，替换其中的一个侧链。这种变化对化工知识和硬件设备提出了很高的要求，但在实际应用中表现良好。交联防火涂料技术主要利用辐射照射高分子材料一段时间，导致高分子材料内部发生不可预测的人为变化，提高了高分子材料的易燃易爆性能。但由于辐射本身是危险的，而且不受控制，因此进行实验只需要很长时间、能量和原材料，一旦成功，就可以小规模应用，确保该技术在投入使用前的稳定性。

四、结束语

综上所述，高分子材料阻燃技术具备着诸多方面的优良特性，并且高分子材料阻燃技术在未来一定会成为社会生活当中的阻燃主要应用技术，这些技术的研究能够在实现良好阻燃效果的同时，避免以往传统阻燃技术当中产生大量烟雾和有毒气体的弊端，从而能够更好地保障广大人民群众的身体健康。相关的技术研究人员要针对这个研究领域进行更多的努力探索，从而推动阻燃技术长久稳定的进步和发展。

参考文献

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