有机硅及纳米复合阻燃材料阻燃机理

纳米复合阻燃材料阻燃机理

纳米复合材料单独提出来，虽然都属于复合阻燃，但其原理有点不同。纳米复合材料是指将材料中的一个或多个组分以纳米尺寸或分子水平地分散在另一个组分基体中，此研究只有十几年的历史。实验表明，因纳米材料以超细的尺寸存在，所以各种类型的纳米复合材料的性能比其相应的宏观或微米级复合材料均有较大的改善，其中材料的热稳定性和阻燃性能也会较大幅度的提高。

某些鳞片状无机物能够在物理和化学的作用下碎裂成纳米尺寸的结构微区，其片层间距一般在零点几到几个纳米，它们不仅可以让某些聚合物插层进入纳米尺寸的夹层空间中，形成“插层型纳米复合材料”，而且，无机夹层还会被聚合物撑开形成长径比很大的单片状无机物，均匀地分散在聚合物的基体中，形成“层离型纳米复合材料”。利用多孔或层状无机化合物的特性，制备无机/聚合物纳米复合材料，在热分解和燃烧过程中，可能形成炭及无机盐多层结构，起到隔热及阻止可燃气体逸出的作用，使高聚物得以阻燃。

另外，用无机/聚合物纳米复合材料还具有防腐、防渗漏、耐磨耐候的作用。目前已在尼龙/粘土纳米复合材料、PS/粘土纳米复合材料、PET/粘土纳米复合材料、PBT/粘土纳米复合材料、PP/粘土纳米复合材料等纳米复合材料的研究方面取得了可喜的成绩。

有机硅阻燃剂阻燃机理

将硅酮化合物作为阻燃剂的研究始于20世纪80年代初期。1981年，Kamber等，发表关于聚碳酸酯与聚甲基硅氧烷共混，可使阻燃性能提高的研究报告。虽然有机硅阻燃剂的研究开发落后于卤系及磷系阻燃剂，但是，有机硅阻燃剂作为一类新型的无卤阻燃剂，以其优异的阻燃性、成型加工性和环境友好而独具风采。有机硅阻燃剂有硅油、硅树脂、带功能团的聚硅氧烷、聚碳酸酯一硅氧烷共聚物丙烯酸酯一硅氧烷复合材料以及硅凝胶等。以硅酮化合物阻燃的高分子材料，硅酮阻燃剂多半会迁移到材料的表面，形成表面为硅酮富集层的高分子梯度材料。

一旦燃烧时，就会生成硅酮特有的、含有一Si-O键和一Si-C-键的无机隔热绝缘保护层，既阻止了燃烧生成的分解成物外逸，又抑制了高分子材料的热分解，达到了高阻燃化、低发烟量、低有害性的目的。目前开发应用的有机硅阻燃剂有美国DowCorning公司开发并商品化的“D.C.RM”系列阻燃剂，日本NEC与GE东芝有机硅公司共同研究开发的硅酮阻燃剂“XC-99-B6645"，还有美国GE公司开发的SFR104有机硅树脂等。