Печать
Опубликовано: 21 августа 2014 21 августа 2014
Просмотров: 3201 3201

 

Антипирены - это специальные вещества, введение которых в состав материала снижает его горючесть.

 

Для снижения горючести полиолефинов, полистирола и его сополимеров широко распространено введение галогенсодержащих соединений. Проведенные исследования выявили, что действие таких антипиренов основано на образовании значительного количества кокса, который не попадает в пламя. Это приводит к обеднению пламени углеродом и, соответственно, горючими углеродсодержащими газами.

Очень часто в качестве антипиренов используют соединения сурьмы. Пока нет единого мнения ученых, объясняющего механизм действия этих соединений на процесс горения.

Одним из наиболее эффективных ингибиторов процессов горения и тления различных полимеров считается фосфор и его соединения. Действие фосфорсодержащих антипиренов обычно объясняют следующим образом. При пиролизе полимеров, содержащих соединения фосфора, происходит образование фосфорной кислоты и ее ангидридов, которые катализируют дегидратацию и дегидрирование, способствуют процессу карбонизации. Продукты пиролиза соединений фосфора ингибируют реакции в газовой фазе за счет дезактивации активных радикалов в пламени.

Гибель активных центров приводит к уменьшению скорости реакции в газовой фазе и, следовательно, к уменьшению тепловыделения и понижению максимальной температуры пламени. На поверхности пиролизующегося полимера происходит образование защитного карбонизированного слоя, который может затруднять выход горючих продуктов деструкции и, кроме того, действует как тепловой экран, уменьшающий поступление тепла к полимеру.

Для композиционных материалов, содержащих негорючие инертные наполнители, обычным методом снижения горючести является модификация полимерной матрицы. Исследована горючесть стеклонаполненного полиамида, в который в качестве антипирена вводили органические соединения с триазиновыми циклами, фосфором, фосфором и галогенами, красный фосфор и некоторые другие неорганические соединения.

В качестве эффективных антипиренов в последние годы широко применяются оксиды и гидроксиды различных металлов, соли органических и неорганических кислот, хелатные комплексы. Существенным преимуществом этих антипиренов является то, что их можно использовать в концентрациях, намного меньших, чем фосфора и галогенсодержащих соединений.

Механизм действия металлосодержащих соединений в газовой фазе обычно связывают с ингибированием радикальных реакций окисления в пламени за счет увеличения скорости обрыва кинетической цепи путем рекомбинации активных радикалов. Во многих работах отмечают увеличение интенсивности коксообразования при введении металлосодержащих добавок.

В последние годы широкое распространение получило введение в материал микрокапсулированных антипиренов. Такой способ имеет ряд преимуществ. Можно снизить летучесть антипирена и исключить его испарение в процессе изготовления и эксплуатации материала с добавкой. Можно изготовить материал с высокой концентрацией антипиренов на поверхности, при этом физико-механические свойства самого материала не меняются. Кроме этого, в микрокапсулированном виде возможно использовать в качестве антипиренов вещества иначе не пригодные для этих целей. Например, воду, различные токсичные вещества или те, которые в обычном виде не совместимы с основным материалом.

Антипирены, в частности, применяют для снижения горючести древесины или для оболочек пожаробезопасных кабелей.