聚乙烯燃烧及阻燃机理

     聚乙烯是一种具有优良的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能的热塑性材料，其价格低廉，成型加工容易，广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业，其中应用于电线电缆行业尤甚。同时聚乙烯有耐燃性差的缺点，其制作的电缆有时在高温、发热、放电等条件下，很容易燃烧而引起火灾。因此，聚乙烯阻燃问题逐渐成为科研工作的重点之一。近年来，环保呼声日益增高，因此阻燃剂的使用，在获得综合性能优良的聚乙烯材料的同时，也要充分考虑到对环境的影响。PE的氧指数较低，仅为17.4。并且燃烧时低烟，有少量熔融落滴，火焰上黄下蓝，有石蜡气味。普通聚乙烯中存在着部分的支链和交联现象。聚乙烯降解的全部挥发物中，乙烯含量占1%以下。研究表明，聚乙烯在空气中燃烧时产生活性很大的自由基，这些自由基有促进燃烧的作用。

      所以，对聚乙烯的阻燃可通过以下途径：①终止自由基连锁反应，捕获传递燃烧连锁反应的活性自由基。卤系阻燃剂即是这种机理：②吸收热分解产生的热量，降低体系温度。氢氧化铝、氢氧化镁及硼酸类无机阻燃剂是典型代表；③稀释可燃性物质的浓度和氧气浓度，使之降到着火极限以下，起到气相阻燃效果。氮系阻燃剂就是这种原理；④促进聚合物成炭，减少可燃性气体的生成，在材料表面形成一层膨松、多孔的均质炭层，起到隔热、隔氧、抑烟、防止熔滴的作用，达到阻燃的目的。这就是膨胀阻燃剂的主要阻燃机理。

      卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，以其添加量少、阻燃效果显著而在阻燃领域中具有重要地位。目前国内主要采用的有机卤化物（以十溴、六溴为代表）与S2O3复配使用对PE进行阻燃。该类阻燃剂在燃烧分解时能捕捉PE降解反应生成的自由基，从而延缓或终止燃烧的连锁反应，同时释放出本身是一种难燃的气体HX。这种气体密度大，可以覆盖在材料表面，起到阻隔表面可燃气体的作用，也能抑制材料的燃烧。对溴锑复合体系阻燃机理的研究也比较成熟，普遍认为，卤化物和S阳2O3能产生协效反应，它们在燃烧时能在较宽的温度范围内生成SbX3,能有效捕提材料反应时产生的自由基，所以能明显地提高卤系阻燃剂的阻燃效果。单独使用溴锑复合体系阻燃PE在抑制滴落方面较差。另外由于其在燃烧时发烟量大，产生大量腐蚀性气体和有毒气体，给灭火、逃离和恢复工作带来很大困难。

聚乙烯蜡（赛诺）

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