四川大學王玉忠小組高分子材料無鹵阻燃研究取得突破
2011-12-12 來源：科學時報
在國家自然科學基金等項目的長期支持下，四川大學教授王玉忠?guī)ьI(lǐng)團隊在高分子材料無鹵阻燃化的基礎(chǔ)研究方面獲重要進展，并取得一些關(guān)鍵技術(shù)的突破，成功地解決了一些高分子材料的高效無鹵阻燃問題，有效地協(xié)調(diào)了阻燃性與無鹵化、保持其他性能和降低成本的矛盾，并成功應(yīng)用于多個領(lǐng)域。
阻燃劑，火災(zāi)克星
隨著科技的發(fā)展，塑料、橡膠、纖維等高分子材料已滲透到國民經(jīng)濟和日常生活的各個角落。高分子材料易燃性的特點，使其在電子電氣、交通、建材及家庭等領(lǐng)域應(yīng)用時的防火安全問題日益突出。
2010年11月15日，上海靜安區(qū)膠州教師公寓起火，這座28層住宅很快被大火與濃煙包圍，逃生與救援變得十分困難，該事故共造成58人死亡，70人受傷，56人失蹤。事后，國務(wù)院成立的調(diào)查組在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)大量違規(guī)使用的尼龍網(wǎng)、聚氨酯泡沫等高分子易燃材料。
“如果在這些高分子材料中引入有效的阻燃劑，使材料達到阻燃級別，火災(zāi)造成的危害不會那么嚴重。”王玉忠對記者說。
絕大部分有機高聚物材料自身不具備阻燃元素和結(jié)構(gòu)，需要通過物理或化學反應(yīng)的方式在材料中引入阻燃劑。
阻燃劑是高分子材料阻燃的關(guān)鍵。原則上，能夠阻止有機高聚物材料燃燒的物質(zhì)都可選作阻燃劑。但實際上，除阻燃性外，阻燃劑還必須具備：熱分解溫度要高于高聚物的加工溫度、與高聚物相容性好、對其阻燃對象的其他性能無嚴重不良影響、燃燒時不釋放有毒和腐蝕性氣體、生產(chǎn)成本低等條件。
“含鹵素（如含溴）的阻燃劑對許多高分子材料的阻燃效果比較好，但有些含鹵阻燃劑在材料燃燒時會產(chǎn)生大量有毒煙霧和腐蝕性氣體，造成二次危害。”王玉忠介紹說。
火災(zāi)中死亡的人當中，真正被燒死的占少數(shù)，絕大多數(shù)是因吸入有害物質(zhì)窒息而死。歐盟頒布的《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》已限制了某些含鹵阻燃劑的使用。
無鹵阻燃的難題與突破
然而，受性能和成本影響，在過去市場上無鹵阻燃劑的使用范圍并不廣泛。
“單純強調(diào)阻燃性而不考慮材料其他性能沒有任何意義，必須把阻燃性與材料的其他性能相協(xié)調(diào)。”王玉忠告訴記者說。
一種好的阻燃劑至少應(yīng)考慮對材料阻燃的高效性、對材料其他性能負面影響小、對人體無害或低害以及可以接受的成本等。
由于不同的高分子材料在高溫或燃燒時的熱分解和燃燒機理是不同的，因此必須使用與之相適應(yīng)的阻燃劑才能發(fā)揮阻燃作用。例如，聚烯烴類高分子材料，在燃燒時能產(chǎn)生有效捕捉氫自由基和氫氧自由基物質(zhì)的含溴阻燃劑是最有效的阻燃劑。而無鹵阻燃劑要實現(xiàn)對其阻燃，需要添加更多的量，這就使得無鹵與阻燃的高效相矛盾。
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（責任編輯：佳）
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