高分子材料的阻燃技术探微

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  摘 要:在过去的经济发展中,人们开展生产活动过分重视短期利益,不合理的操作导致环境越来越差,而人们依赖于环境生存,如果再不及时治理,将会付出惨痛的代价。可燃材料燃烧之后会产生有毒气体,对环境造成负面影响。探究高分子材料阻燃技术迫在眉睫。另外,可燃材料具有发热量高的特点,易导致火灾。提高可燃材料在抗阻燃中的实际应用效果,不仅是为了降低对环境的负面影响,更是为了将潜在的火灾隐患消除。现阶段,应当一以贯之地进行抗阻燃技术的研究,让技术变得更加先进,始终坚持让技术服务于人类。
  关键词:高分子材料;阻燃技术;研发动向
  现在的一切都是从过去几十年持续探索得来的,有关研究人员在其中发挥着重要作用。在社会的发展过程中,出现了一类对社会颇有影响的事物—高分子可燃材料。高分子可燃材料是有关人员付出大量时间和精力的研究成果,现在已经很少能够看到传统材料,体现了高分子可燃材料的作用和价值。高分子可燃材料在燃烧过程中存在巨大的风险,因此,不能只看到好的一面,必须要充分意识到高分子可燃材料存在的隐患,通过研究,让高分子阻燃技术变得更加先进,消除材料燃烧的安全风险。
  1  高分子阻燃技术的应用
  1.1  高分子阻燃材料的分类
  百度百科罗列了阻燃高分子的用途、类型、发展现状以及发展前景,但没有高分子阻燃材料分类的介绍,且目前并没有一个规范说明,相关领域学者的学术文章也只是在阐述自己的观点和理解,他们的认知具有个人主观性,不能作为判断标准。虽然目前没有一个统一的标准,但是可以从不同的角度去分析,以获得阻燃性能的方式作为分类依据[1]。阻燃高分子材料可分为本质阻燃高分子材料和非本质阻燃高分子材料。阻燃剂添加的方式不尽相同,阻燃剂的添加流程和具体事项也有差异性。例如反应型阻燃高分子材料的阻燃剂是在高聚物的合成中加入的,加入之后,高聚物就有了阻燃成分。阻燃剂实际上也是交联剂,参与反应之后成为高聚物的结构单元。添加型阻燃高分子材料将阻燃剂分散于基材中,使材料具备阻燃性,而添加型阻燃剂多用于塑料加工。另外,反应型阻燃剂实际上是可以用作添加型阻燃剂的,但其有一定的适用过程,一定要根据实际情况而定。
  1.2  高分子阻燃技术
  阻燃剂实则是功能性助剂,其主要作用是为易燃聚合物提供难燃性质。为了满足防火需求,社会各领域都会用到阻燃剂。前瞻产业研究院统计数据显示,阻燃剂的总消费量逐年上升,且呈现持续增长的趋势。阻燃剂的大批量生产是为了进一步保证社会安全生产和生活。社会对于阻燃剂的需求较大,阻燃剂已发展成为第二大高分子材料改性添加剂。为了更好地满足人们不断发展的需求,也为了让阻燃剂的使用价值得到提升,有关人员致力于完成阻燃剂新品种的研发。目前,市场上主要存在3种类型的阻燃剂,下面将进行具体的分析。
  有机阻燃剂实际上是一种化学物质,比较常见。各大行业之所以广泛运用有机阻燃剂,是因为当前有机阻燃剂的研究较为成熟,且市面上有机阻燃剂的品种较多,各领域可以根据自己的需求选择不同的品种。最重要的一点在于,虽然有机阻燃剂的价格低廉,但是其同时具有阻燃和增塑的功能,应用效果非常好,就影响力和价值而言,再没有其他能够与之相比的。纺织卤系属于有机物,易燃,燃烧之后势较大,难以得到有效控制,而将有机阻燃剂用于有机物燃烧预防具有良好的效果。在以往的社会条件下,技术未能更新,但如今的社会条件能够使有机阻燃剂的性能变得更好。另外,研究人员针对阻燃剂的缺点进行研究和开发,消除了有机阻燃剂的缺点,提升了其应用价值。无机阻燃剂和有机阻燃剂相比应用量较少,但这并不意味着无机阻燃剂完全没有优点,当前还是有很多人非常认可和能够接受无机阻燃剂的。无机阻燃剂清洁无污染,顺应当前的环保潮流。如氢氧化镁,水和二氧化碳是它的释放物,与其他气体相比,二氧化碳对环境的伤害较小,所产生的量不足以威胁环境,也不会对环境造成负面影响。无机阻燃剂在燃烧过程中不会产生烟雾,若是追求无烟效果,可以将其作为第一选择[2]。另外,硼酸锌是除了氢氧化镁以外最常用的阻燃材料,但和氢氧化镁相比,具有明显的缺点。实践证明,硼酸锌的实际功效远低于氢氧化镁。研究人员会将更多的精力投入无机阻燃剂的研究中,在新的社会发展背景下,相信无机阻燃剂会有更广阔的发展前景,且无机阻燃剂的品种也会越来越多。阻燃剂的品种不同,阻燃效率也会不同,因此,还需要了解阻燃剂的适用环境、无机阻燃剂的品种以及应用的效果。
  国外无机阻燃剂的研究与开发要比我国早,在国家的大力支持下,该领域的研究取得了突破性进展,有不少专家学者发表了学术论文,且内容具有可借鉴性。除了理论方面,他们还在实践方面下了功夫。国家投入专项资金专门支持该项事业,目前,我国已经可以制造出力学性能较好的阻燃材料。我国关于无机阻燃剂的研究一直在进行,也取得了不小的成就,但是相较于其他国家,仍然有一定的距离。现阶段,需要学习和借鉴其他国家的先进经验,突破当前的技术局限[3]。
  卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和硅系阻燃剂是以阻燃元素为依据进行划分的,目前来看,应用效果较好、应用量最多的当属卤系阻燃剂。磷系阻燃剂中当属红磷的应用量最多,主要原因在于红磷中磷的质量分数高达100%,这是其他磷的化合物不可比拟的。另外,红磷的稳定性较强,便于保存与运输。除了红磷以外,当属聚磷酸铵的应用较多。聚磷酸铵为白色,在塑料防燃方面起到了重要作用。虽然会以应用量和阻燃效果作为选择何种类型的依据,但是这并不能说明一定的问题。比如前文所说的卤系阻燃剂的應用量最多、热度最高,但并不意味着卤系阻燃剂就一定完美。卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂各有优势和缺点,在现实中,需要根据自己的需求来选择。
  科技研究是在一定形式和条件下发生的,技术的出现与成熟需要具备一定的空间条件。在当前科学活动与技术活动越来越频繁的时代,高分子材料的阻燃技术水平得到了前所未有的提升,取得了跨越式的发展。阻燃剂微胶囊技术的出现和应用,对各领域产生了深刻影响。技术提升以后,阻燃剂与材料的相容性变得更好,具有较高的亲和力。阻燃剂的生产和消费形势将会持续发展,环保型阻燃剂成为开发商关注的重点,将会致力于阻燃剂产品的结构调整。   1.3  高分子材料燃烧及阻燃技术的应用机理
  高分子材料在空气中受热会变成可燃物,并且具有挥发性,当可燃物达到一定浓度时,就会燃烧。高分子材料变成可燃物需要经历分解过程,且需要具备一定的条件,空气环境会发生变化。通过实践,进一步验证了高分子材料燃烧需要遵循热量平衡定理,有关人员要加强此方面的研究,结合定理做好控制工作。
  研究高分子材料的燃烧机理,能够进一步了解阻燃作用的本质。阻燃并不是一项简单的工作,涉及几个要素的控制。阻燃和燃烧一样,需要一定的条件,期间还涉及很多影响和制约因素。为了保证良好的阻燃效果,需要在此方面多下功夫,研究阻燃机理,让几种阻燃剂同时起作用[4]。
  2  高分子材料阻燃技术的研发动向分析
  2.1  高分子材料阻燃技术的现代化发展体现
  当前社会朝着现代化方向发展,只有顺应历史发展趋势,才能够生存发展。阻燃剂的生产厂家在原有基础上进行改进,加入了磷酸酯等化学物质之后,阻燃剂的安全系数有所提升。雖然阻燃剂的属性没有发生变化,但是性能却得到了较大的提升。科学革命推动社会历史的进步,科学技术推动社会发展。随着现代技术高速发展,各类阻燃产品有了更大的发展应用空间,发展态势较好。针对材料燃烧后产生有毒气体的问题,改变了传统的分子结构,使材质的气体吸附能力增强,能够吸收有毒气体。当社会发展到一定程度时,科技研究也会越来越成熟,阻燃剂能够实现共同领域的创新。阻燃剂之所以能够出现并得到较为广泛的应用,是因为中国合成材料工业的发展,阻燃剂的生产和应用是为了满足各领域的需求。由于以往的技术水平有限,不具备气体吸附能力。材料燃烧中产生的有毒气体,使得相关人员的生命健康受到了威胁,在这种情况下,人们提出了需求,希望阻燃剂能够拥有气体吸附能力。在现代化科技发展的今天,这一想法能够实现,现在市面上的阻燃剂具备传统阻燃剂没有的性能优势。现阶段,人们又将关注点放在其他方面,思考如何能够让阻燃剂具备耐热、抗辐射的性能。未来,阻燃剂会有更多的现代化功能[5]。
  2.2  高分子阻燃材料的绿色发展趋势
  在经济发展的同时,自然领域也出现了一系列不好的现象,当前的环境污染问题较为严重。无论是从国际还是从国内来看,我国都面临许多新情况和新问题,不能对尖锐的矛盾视而不见,需要从理论和实践方面作出回答并加以解决,竭力做好环保工作。在当前的社会背景下,各行业、各领域必须要作出调整,阻燃剂领域也不例外。国家方面开始整治,限制一些污染环境的阻燃剂的生产应用。近年来,我国消防监管越来越严格,对火灾预防的重视程度有所提升。消防部门出台了新的规定,意味着阻燃材料要实现科学化更新,但仍需找准发展方向。
  以往人们对于环保的认知有限,无法意识到绿色高分子阻燃材料研究的重要意义。当前,绿色环保建设已经成为社会潮流。现阶段,有关厂家面对复杂的社会形势,要坚持向低毒化、多功能化方向发展。另外,要积极引进国外先进的阻燃技术并应用于生产,再向市场输送大批量环保型阻燃剂,避免环境遭到破坏[6]。
  3  结语
  新型阻燃技术还未出现时,我国因材料燃烧产生大量有毒气体危害人体健康而苦恼。经过研发,新型阻燃技术的出现实现了无污染的目标,但我国仍需研发更多性能更高的产品。现阶段,阻燃技术的研发秉承绿色发展理念,使阻燃效果有所提升。从传统阻燃技术再到如今的微胶囊技术,期间经历了诸多变迁。在发展过程中,随着技术的成熟,阻燃性能变得更好,效果变得更佳,具有积极意义。
  [参考文献]
  [1]金中仕.试论高分子材料的阻燃技术[J].化工管理,2017(2):162.
  [2]王宏德.浅析高分子材料的阻燃技术[J].商品与质量,2016(43):248.
  [3]宋晨.浅谈高分子材料的阻燃技术[J].大科技,2015(33):221-222.
  [4]肖文静,高秀丽.浅谈高分子材料阻燃技术及发展[J].科技研究,2014(15):243.
  [5]吴盛.高分子材料的阻燃技术探析[J].化工管理,2017(36):93.
  [6]刘驰.高分子材料的阻燃技术研究[J].化工设计通讯,2020(10):32,35.
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