阻燃劑種類(lèi)繁多，其化學(xué)結(jié)構(gòu)及使用方法也各有不同，最常使用的阻燃劑的阻燃元素主要是以元素周用表中第Ⅲ主族的硼和鋁；第V主族的氮、磷、銻等;第Ⅵ主族中的硫；第Ⅶ主族的氟、氯、溴等為基礎(chǔ)的化合物，此外，鋅、鋇、鎂、鈦、錫、鐵、鋯、鉬等金屬在合物也可作為阻燃劑，但在實(shí)際應(yīng)用中，阻燃劑主要是以鹵素和磷為中心阻燃元素的化合物，含鹵阻燃劑盡管阻燃效果較好，但由于在使用和燃燒過(guò)程中的二次污染問(wèn)題，而逐漸被無(wú)鹵阻燃劑所替代。磷系阻燃劑也是一種阻燃性能良好的阻燃劑，有機(jī)磷阻燃劑應(yīng)用于織物整理時(shí)，雖然有良好的耐洗性和耐久壓燙性，但有些處理過(guò)的織物存在斷裂強(qiáng)度下降、變色和產(chǎn)生臭氣、有毒性等問(wèn)題[1]，近年來(lái)隨著新的環(huán)境要求和法規(guī)的不斷提出，硼系阻燃劑以其優(yōu)良的阻燃、低毒和抑煙特性正越來(lái)越多地引起人們的注意。
1 硼系阻燃劑阻燃機(jī)理
硼阻燃劑主要在凝相中發(fā)揮阻燃作用，在氣相中僅對(duì)某些化學(xué)反應(yīng)和鹵化物才表現(xiàn)出阻燃作用，
在固相中，硼酸鹽熔化、封閉燃燒物表面，形成玻璃體覆蓋層，起隔絕作用，此外，在燃燒溫度下放出結(jié)合水，起冷卻、吸熱作用并且改變了某些可燃物的熱分解途徑，抑制可燃性氣體生成，以硼酸和硼砂在纖維織物中的阻燃作用為例，在常規(guī)情況下，纖維素的主要熱解產(chǎn)物是左旋葡萄糖，再進(jìn)一步分解產(chǎn)生一氧化碳、烷烴、乙醇、乙醛等。加入硼
阻燃劑之后，硼阻燃劑在火焰中熔化，沿纖維形成玻璃體外層，隔絕氧氣和熱的傳播，凝相中的硼和纖維素中的羥基反應(yīng)，生成硼酸酯，從而抑制了左旋葡萄糖的形成，使可燃性氣體大大減少。此外，硼酸還能促使乙醇脫水，因此當(dāng)硼酸鹽與纖維素一起熱分解時(shí)，往往有大量的炭生成。
在氣相中，硼酸鹽和鹵代有機(jī)化合物結(jié)合，產(chǎn)生氣態(tài)的二鹵化硼，它在火焰中放出鹵化氫，對(duì)阻止高活性自由基之間的連鎖反應(yīng)，對(duì)抑制燃燒的進(jìn)行等有催化作用，此外，硼和許多硼的氧化物對(duì)含碳化合物的氧化反而有抑制作用，是良好的阻氧化劑，在一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧
R·+ O2 → RO2·
RO2·+ RH → ROOH + R·
這兩個(gè)反應(yīng)構(gòu)成了鏈反應(yīng)，有偏硼酸存在時(shí)，裂解的過(guò)氧基被消除，它與偏硼酸互相作用，生成氧、過(guò)氧化氫和偏硼酸酯。在通常的反應(yīng)溫度下，硼幾乎完全以偏硼酸和偏硼酸酯的形式存在。由于它們消除了氧在反應(yīng)裂解產(chǎn)生的過(guò)氧基RO2·，加速了鏈終止反應(yīng)，從而使總氧化反應(yīng)速率減慢[2]。
在實(shí)際阻燃技術(shù)中，很少使用單一的阻燃劑，而是并用數(shù)種阻燃劑或阻燃增效劑以達(dá)到協(xié)同阻燃的效果，減少阻燃劑的用量。前人對(duì)鹵素-銻、鹵素-無(wú)機(jī)化合物、磷-鹵素、磷-磷、磷-氮、硅/鹵素及高聚物復(fù)配協(xié)同體系的作用機(jī)埋及應(yīng)用都巳作了一些綜述。但對(duì)有機(jī)硼阻燃劑的協(xié)同阻燃效應(yīng)及應(yīng)用卻鮮有報(bào)道，目前已經(jīng)有人指出硼和氮、鹵素、磷也存在阻燃協(xié)同效應(yīng)[1,3,4,5,6],并且對(duì)硼、磷、氮、鹵協(xié)同體系機(jī)理進(jìn)行了初探。
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