燃性气体将可燃性气体浓度稀释到可燃浓度范围

以下 ,以阻止燃烧的发生

[ 2 ]

。

抑制效应 :高聚物的燃烧主要是 OH 自由基

产生连锁反应 ,此类物质具有与 OH 自由基反复
反应生成 H

O 的能力 ,结果抑制了产生自由基的

连锁反应

[ 3 ]

。

　阻燃纸的评价方法

对阻燃纸的评价 ,国际上没有统一的标准 ,目

前常用的有以下三种 :

(1) TAPPI T461 OS - 79 所述的方法。该方法

具体步骤为 :切取 21 cm ×7 cm 的阻燃纸试样 ,将
其垂直固定在燃烧箱的试片固定夹上 ,用调整到
长度为 4 cm 的火焰点火 12 s 后移开火焰 ,测定余
烬时间和纸条炭化的长度 ,余烬时间短、

炭化长度

短的纸阻燃效果好。平均碳化长度 ≤11. 5 cm 者
即认为合格。

(2) 在一定条件下从接触火焰后的碳化长度

(碳化后 ,纸的强度明显发生变化部分的长度) 、

余

火和残存尘埃的有无来分等级。阻燃性的种类如

表 1 所示

[ 4 ]

表 1 　阻燃性的种类

种类

碳化长度

/ mm

余火

尘埃

防焰

级

≤

无

( < 1 s)

1 min

后不存在

防焰

级

≤

100

< 5 s

1 min

后不存在

防焰

级

≤

150

< 5 s

1 min

后不存在

　　(3) 按照国家标准 GB2406 - 80 用氧指数测定

标准来衡量。氧指数小于 20 的为易燃 ;氧指数在

25～30 之间的为难燃 ;氧指数在 35～40 之间的为
不燃。

　阻燃剂的现状与发展前景

3. 1 　卤系阻燃剂

卤系阻燃剂主要有有机卤化物、

含卤氨类酸

盐和含卤高分子等 ,且多用氯元素和溴元素做阻
燃剂。此类阻燃剂的作用机理主要是利用了隔离

效应和抑制效应。以含溴阻燃剂为例 ,当加入含
溴阻燃剂时 ,遇火即发生下列分解反应 :

①含溴阻燃剂

△

・

②Br

・

+ R —CH

△

R —CH

・
2

+ HBr

③OH

・

+ HBr

△

O + Br

・

含溴阻燃剂受热分解产生溴离子 ,活泼的溴

离子与高聚物反应产生 HBr ,HBr 与 OH

・

反应消耗

氢根自由基后 ,使燃烧连锁反应受到抑制 ,燃烧减
慢 ,致使火焰熄灭。含氯阻燃剂和含溴阻燃剂也
有同样的作用 ,只是效果不如前者

[ 1 ]

。另外 ,阻燃

剂在受热时产生密度比空气大且不易燃的卤化氢
气体 ,覆盖到纸及纸制品的表面 ,形成了一层保护
膜 ,从而使燃烧减慢或熄灭。

卤系阻燃剂单独使用时效果并不好 ,大多数

的卤系阻燃剂是和氧化锑 (或锑酸钠) 协同使用 ,
但由于锑的纯度不高 ,给环境带来了很大的负面
影响。长期以来 ,人们一直希望能减少其用量 ,甚
至取代锑化合物。特别是近年来 ,氧化锑价格上
涨幅度很大 ,且市场不稳定 ,更加剧了解决这一问
题的紧迫性。但从现有的研究结果来看 ,目前尚
未找到能与其相媲美且可普遍使用于卤系阻燃剂
的协效剂

[ 5 ]

。

尽管卤系阻燃剂存在一些缺点 ,但由于其阻

燃效率高 ,价格可为用户承受 ,没有合适的协效
剂 ,所以它仍然没有失去在有机阻燃剂中的地位 ,
人们在使用此系阻燃剂的同时研制开发更多的高
效低毒新产品。

3. 2 　磷系阻燃剂

磷系阻燃剂主要有磷酸氢盐、

磷酸铵盐、

聚磷

酸氨和磷酸酯衍生物等。最初应用的是磷酸氢
盐 ,现在应用的主要为有机化合物 ,如聚磷酸铵、
磷酸酯衍生物。含磷化合物的阻燃机理也主要利
用了隔离效应 :磷化物受热分解所产生的酸 ,如磷
酸、

偏磷酸等 ,在较高温度下和纤维作用 ,碳化生

成焦碳层附着在纸及纸制品表面 ,隔绝了和空气
的作用 ,同时又防止和减少了甲烷、

一氧化碳等气

体的生成和逸出 ,起到了阻燃的作用。

在此类阻燃剂中 ,一般的使用方法是氮 - 磷

组合使用 ,因为氮的协同增效作用 ,使得磷系阻燃
剂的效果好、

热稳定性高、

无烟、

低毒、

具有自熄

性。广义上讲 ,氮 - 磷系阻燃剂主要有三种 : ①聚
磷酰胺类化合物 ; ②磷酸三聚氰胺盐 ; ③磷氰聚合
物

[ 6 ]

。其中磷酸三聚氰胺在木材及纸张中的阻燃

效果良好。另外 ,目前在其它类型材料中使用的
阻燃剂中 ,正大力开发膨胀型阻燃剂 ,它是由碳
源、

酸源和气源组成 ,活性成分为磷和氮。它不含

造纸化学品 　2002 (3)