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石油石化市场
天津液化气转换完成过半 万户居民用上天然气
2008/4/24
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来源：中国石油石化工程信息网
[《聚丙烯信息》2008年第1期] 近年来,新的催化剂、改行填料和新的混配工艺使聚丙烯的刚性、韧性、耐热性及光洁度都得到了改善,这使得聚丙烯的竞争力大大增强,并且在日常生活用品、交通、机械、电子等行业中得到了广泛的应用。但是聚丙烯氧指数低,只有18%,容易燃烧且燃烧发热量大,产生的熔滴又极易传播火焰,因而阻燃聚丙烯倍受青睐，但是目前与其它工程塑料相比,阻燃聚丙烯所占比例较低,且大多数以卤系阻燃为主。含卤阻燃剂在阻燃过程中产生的烟雾大而且有毒,给人们的生命及财产安全造成了“二次危害”。随着人们安全意识和环保意识的日益增强,无卤阻燃成为聚丙烯当前发展的一个趋势。
聚丙烯的分子结构以碳原子为主链。在氧化反应中其叔碳原子在空气存在下对热十分敏感,容易氧化产生自由基并使分子链断裂。聚丙烯在低温下热氧化裂解速率很慢,而在燃烧时会产生强烈的氧化裂解,使分子量下降为初始分子量的1/3～1/4。过程中,首先在聚合链上生成氢过氧化物,并立刻生成HO•游离基引发聚丙烯碳-碳键断裂的连锁反应,通过氧化裂解的引发、增长、终止,从而使成纤高聚物热分解。这些热分解产物大多是可燃的,燃烧产生的热能使之连续不断地产生可燃性气体。这些可燃性气体与氧气混合并扩散到已点燃的部分,进而使燃烧部分蔓延到可燃气体与氧气的混合区域中,如此不断循环,形成燃烧的扩大蔓延直至全部烧光。因此消除氧、热和可燃物这3个维持燃烧的关键因素就成为研究无卤阻燃聚丙烯的主要方法。目前，用于聚丙烯的无卤阻燃剂主要有以下几大类:：
1.无机物阻燃剂
经过长期的实验研究,人们发现适合作为无卤阻燃聚丙烯的金属水合物主要以氢氧化铝、氢氧化镁为主。这是因为氢氧化铝、氢氧化镁具有填充剂、阻燃剂、发烟抑制剂3重功能，其阻燃机理是:
当它们受热分解时释放出水,反应式为：
Mg（OH）2→MgO+H2O
这是个强吸热反应,吸热量很大,可起到冷却聚合物的作用,同时反应产生的水蒸气可以稀释可燃气体,抑制燃烧的蔓延,且新生的耐火金属氧化物（Al2O3、MgO具有较高的活性,它会催化聚合物的热氧交）联反应,在聚合物表面形成一层碳化膜,碳化膜会减弱燃烧时的传热、传质效应,从而起到阻燃的作用。氢氧化物对聚丙烯阻燃性随加入量的增加而迅速增加,氧指数在26%以上属难燃材料,但高加入量必将影响基材的加工性能和机械力学性能,材料的兼容性也会大大地降低。因此,粒度超细化、表面改性处理和协同复合技术是当前主要的研究方向。最近,北京化工大学研制的纳米级氢氧化镁和超细红磷协同阻燃聚丙烯材料已通过了北京市的鉴定,添加较少量的该阻燃体系既能保持材料原有的基本力学性能,又很好的起到了阻燃作用。姚佳良等研究了微米氢氧化镁与纳米氢氧化镁填充聚丙烯体系的阻燃性能、流动性能和力学性能。实验结果表明,添加相同质量分数氢氧化镁时,纳米氢氧化镁填充体系的阻燃性能要好于微米氢氧化镁填充体系,并在填充量为60%时达到UL94V-0级标准且发烟量少,流动性能和力学性能也要好于微米氢氧化镁填充体系。可见无机阻燃添加剂粒度的超细化,能在不影响材料的力学及加工性能的同时大大提高其阻燃性。为了改善氢氧化镁与聚丙烯的相容性,李锦、欧育湘将来源不同的2种氢氧化镁,即以水镁石为原料制得的氢氧化镁和由含镁原料人工合成的氢氧化镁,分别采用干、湿两种方法以稀土、硬脂酸钙为偶联剂进行表面改性后加入聚丙烯中,并对其表面性能、阻燃性能和力学性能进行了测试。结果发现：①改性后的氢氧化镁能大大改善阻燃聚丙烯的力学性能,且阻燃级别能达到UL94V-0,氧指数接近30%。②对同一种氢氧化镁法处理的优势在于改善材料的拉伸强度和弯曲强度方面,而湿法处理的优势在于改善材料的伸长率和悬臂梁缺口冲击强度方面。③经表面改性的氢氧化镁对聚丙烯表观性能和力学性能有所提高,其影响与偶联剂种类有关。稀土偶联剂能对复合材料的伸长率和悬臂梁缺口冲击强度有所改善,而硬脂酸钙偶联剂的主要作用是改善复合材料的拉伸强度和弯曲强度。此外,协同复合技术也是目前的一个研究热点,曲敏杰、冯钠等将AI（OH）3Mg（OH）2配合使用阻燃聚丙烯,综合考虑阻燃抑烟效果及力学性能,结果发现当二
