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為什么氫氧化鋁可以做阻燃劑?原理是什么?

氫氧化鋁作為阻燃劑,是因為它在高溫下能分解出化學結合水(約34.6%),此分解反應為吸熱反應,因而可延緩高聚物的熱降解速度,減慢或抑制高聚物的燃燒,抑制高聚物的溫升,并促進炭化和抑煙。另外,釋出的大量水汽可稀釋可燃物的濃度、降低可燃氣對燃燒的貢獻,致使系統放熱量和生煙量減小,這也有助于使燃燒中斷。

氫氧化鋁受熱分解時釋放出水分,同時吸收大量的潛熱,降低了材料表面的火焰實際溫度而使聚合物降解為低分子的速度減慢,減少了可燃物的發生;均勻釋放出的水汽沖淡了表面氧氣的濃度使表面燃燒不能進行,氫氧化鋁開始分解溫度約為205°C, 320°C已基本上完成了脫水反應,釋放出結晶水,吸收潛熱,降低溫度(即阻燃技術中的"冷卻技術,產生的大量水蒸氣又能稀釋可燃氣體。

總之,在火焰的作用下,填充到聚合物里的氫氧化鋁分解吸收燃燒過程中放出的部分熱量,等于從聚合物中取走熱量,從而降低了聚合物的溫度,減慢了降解速度。這種分散吸熱的化學冷卻作用是氫氧化鋁阻燃的主要原因。氫氧化鋁分解釋放出的水蒸氣可以稀釋火焰區域里氣體反應物的濃度,兼有一定的冷卻作用。氫氧化鋁填充到聚合物里,有助于燃燒時形成炭化層,該炭化層既可阻擋熱量和氧氣進入,又可阻擋小分子可燃性氣體逸出。當然后面兩種阻燃作用比起第一種要小得多,氫氧化鋁能有效減慢聚合物的燃燒速度,減少燃燒產生的煙量,而且還能捕捉有害氣體。從使用情況看,氫氧化鋁和某些有機添加型阻燃劑不同,不會產生腐蝕性燃燒產物,也不會從聚合物中蒸發和滲出。


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