高分子材料中阻燃技術(shù)應(yīng)用探究

余軒 陳航 莊棋翔

摘要：塑料制品、纖維制品以及橡膠制品均屬于高分子材料，高分子材料的特征較為明顯，即碳?xì)浣Y(jié)構(gòu)是化學(xué)分子式的核心組成部分。與此同時(shí)，此類(lèi)材料的可燃性與易燃性較強(qiáng)。在燃燒過(guò)程中，部分高分子材料經(jīng)過(guò)高溫加熱，很可能產(chǎn)生有毒氣體，并對(duì)人類(lèi)的健康造成負(fù)面影響。隨著化學(xué)反應(yīng)、微膠囊以及納米等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，高分子材料的阻燃效果越來(lái)越好，其覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，在這種情況下，使得高分子材料逐漸成為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用和普及。

關(guān)鍵詞：?高分子材料; 阻燃技術(shù); 阻燃原理; 具體應(yīng)用

在日常生活中，塑料、纖維以及橡膠等高分子材料制品比較常見(jiàn)。高分子材料制品的可燃性與易燃性較強(qiáng)，經(jīng)過(guò)高溫加熱后，很可能發(fā)生燃燒，并產(chǎn)生大量熱能。除此之外，高分子材料在燃燒過(guò)程中，火焰的熄滅難度非常大，再加上有毒氣體的釋放，使人類(lèi)的安全得不到保障，甚至威脅到人類(lèi)的生命。

1高分子材料應(yīng)用中的阻燃原理

從實(shí)際情況來(lái)看，科研人員利用有效措施對(duì)燃燒條件進(jìn)行限制，是高分子材料阻燃技術(shù)的研究原理。對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)，共有兩種常用的高分子材料阻燃技術(shù)，具體包括采用阻燃措施以及添加阻燃劑。通常情況下科研人員利用上述方式，對(duì)高分子材料制品的包裝形式與材料特性進(jìn)行調(diào)整，降低燃燒發(fā)生的概率。此外，在“綠色環(huán)保無(wú)污染”理念的影響下，低污染與高效率的阻燃技術(shù)是科研人員的主要研究方向。

2高分子材料中阻燃技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1納米技術(shù)在高分子材料阻燃技術(shù)中的應(yīng)用

在研究過(guò)程中，科研人員認(rèn)為納米尺度結(jié)構(gòu)能夠改變高分子材料的特性。因此，將納米尺度結(jié)構(gòu)添加在高分子材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，逐漸成為高分子材料應(yīng)用納米復(fù)合技術(shù)的核心步驟。在納米尺度結(jié)構(gòu)的影響下，高分子材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，自身阻燃能力大幅度提升。對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)，將納米阻燃添加劑融入高分子材料中，是納米阻燃技術(shù)的核心步驟。層狀氫氧化物、石墨烯以及層狀硅酸鹽等材料是納米阻燃添加劑的主要成分，需要注意的是，高分子材料的高熱穩(wěn)定性與硅酸鹽密切相關(guān)。不僅如此，其阻燃性也跟硅酸鹽存在一定的關(guān)系。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，科研人員發(fā)現(xiàn)無(wú)鹵材料和納米技術(shù)可以融合成無(wú)鹵阻燃劑，也就是新型納米阻燃劑。在無(wú)鹵阻燃劑的作用下，聚合物阻燃劑的消耗速度直線下降，但阻燃性能隨之提升。隨著納米阻燃技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，具體包括航空航天、室內(nèi)家具以及化學(xué)建材等領(lǐng)域，所產(chǎn)生的阻燃效果較為明顯。

2.2微膠囊技術(shù)在高分子阻燃材料中的應(yīng)用

在高分子阻燃研究領(lǐng)域中，微膠囊技術(shù)的應(yīng)用頻率極高。在微膠囊技術(shù)的影響下，微米劑量容器能夠裹住阻燃劑，使微膠囊化變得更加明顯，縮小其存儲(chǔ)空間。動(dòng)物膠原蛋白、植物纖維素以及植物蛋白質(zhì)是容器材料的主要構(gòu)成部分，也是微膠囊技術(shù)發(fā)揮作用時(shí)所選用的主要容器材料。在上述材料的作用下，溶劑材料的特性非常穩(wěn)定，所形成的溶劑材料不會(huì)和阻燃劑之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。此外，部分科學(xué)家研發(fā)了高分子天然容器，其主要成分為聚乙乙烯、聚酯乙烯以及聚苯乙烯等人工材料。在生產(chǎn)過(guò)程中，此類(lèi)容器的生產(chǎn)條件極為苛刻，生產(chǎn)成本始終居高不下?；诔杀鞠倪@一點(diǎn)，使得微膠囊技術(shù)的應(yīng)用頻率極低。隨后，科研人員將包裹阻燃劑的微膠囊放置在高溫環(huán)境下觀察其反應(yīng)，通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)膠囊外壁隨著溫度的不斷上升逐漸出現(xiàn)溶解破裂的現(xiàn)象，在這種情況下，阻燃劑能夠迅速發(fā)揮作用，在釋放的過(guò)程中并產(chǎn)生明顯的阻燃效果。

2.3化學(xué)反應(yīng)技術(shù)在高分子阻燃材料中的應(yīng)用

接枝、交聯(lián)以及共聚等技術(shù)共同構(gòu)成了化學(xué)反應(yīng)技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在該項(xiàng)技術(shù)的作用下，高分子材料的內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，使阻燃機(jī)體與阻燃元素出現(xiàn)在分子主鏈上。通過(guò)這種方式，可以起到阻燃的目的，另外，該項(xiàng)技術(shù)可以替換部分易燃燒的材料，并選用阻燃性較高的材料填充空缺?，F(xiàn)階段，輻射交聯(lián)技術(shù)是化學(xué)反應(yīng)技術(shù)中最為常見(jiàn)的技術(shù)手段。在輻射交聯(lián)技術(shù)的影響下，此類(lèi)材料的分子鏈會(huì)產(chǎn)生交匯，既可以解決火焰擴(kuò)散問(wèn)題，又能加快燃燒速度，進(jìn)一步提升阻燃效果。該項(xiàng)技術(shù)的流程較為簡(jiǎn)單，引發(fā)劑與催化劑的缺失不會(huì)對(duì)輻射交聯(lián)技術(shù)構(gòu)成影響。與此同時(shí)，高分子材料經(jīng)過(guò)高溫加熱，其內(nèi)部便會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)輻射交聯(lián)技術(shù)不會(huì)污染環(huán)境。結(jié)合化學(xué)反應(yīng)技術(shù)在高分子材料中的具體應(yīng)用情況，需要對(duì)高分子材料的應(yīng)用范圍進(jìn)行擴(kuò)大，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其能夠在更多的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平持續(xù)提高，高分子材料逐步在我國(guó)諸多領(lǐng)域得到了普及和應(yīng)用。高分子材料制品覆蓋領(lǐng)域極多，具體包括航空航天、室內(nèi)家具以及化學(xué)建設(shè)等行業(yè)。與此同時(shí)，其可燃性與易燃性會(huì)對(duì)人類(lèi)的生命安全造成影響，因此，必須結(jié)合材料特性，研發(fā)各種阻燃技術(shù)。通過(guò)這種方式，既可以提升高分子材料的阻燃效果，又能提高大眾的生活質(zhì)量，從而逐步優(yōu)化高分子材料的使用性能。

參考文獻(xiàn)

[1]姜存華.阻燃高分子材料的研究進(jìn)展及其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2020，46（08）：101+109.

[2]賈園，張鵬，劉振，韓敏.阻燃高分子材料的開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國(guó)塑料，2019，33（10）：120-127.

[3]寧廷州，張敬芝，付玲.阻燃高分子材料在電氣封裝領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].塑料工業(yè)，2019，47（10）：1-6+147.

[4]宋莉，賈振福.阻燃高分子材料的研究進(jìn)展及其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用[J].合成樹(shù)脂及塑料，2018，35（05）：91-95.