難燃剤は、吸熱効果、被覆効果、連鎖反応の抑制、不燃性ガスの窒息など、いくつかのメカニズムを通じて難燃性を発揮します。ほとんどの難燃剤は、いくつかのメカニズムの共同作用によって難燃の目的を達成します。
1. 吸熱作用
短時間の燃焼によって放出される熱には限界があります。火源から放出される熱の一部が短時間で吸収できれば、火炎温度が低下し、燃焼面への放射熱や気化した可燃性分子のフリーラジカルへの分解に作用する熱が減少し、燃焼反応がある程度抑制されます。高温条件下では、難燃剤は強力な吸熱反応を示し、燃焼によって放出される熱の一部を吸収し、可燃性表面の温度を低下させ、可燃性ガスの発生を効果的に抑制し、燃焼の拡大を防ぎます。 Al (OH) 3 難燃剤の難燃メカニズムは、ポリマーの熱容量を増加させて熱分解温度に達する前により多くの熱を吸収することで難燃性能を向上させることです。この種の難燃剤は、水蒸気と結合することで多量の熱を吸収し、自身の難燃性を向上させます。
2. カバレッジ効果
可燃性材料に難燃剤を添加すると、難燃剤は高温でガラス状または安定な発泡被覆層を形成し、酸素を遮断し、断熱、酸素遮断、および可燃性ガスの外部への流出防止の機能を有し、難燃性の目的を達成することができる。たとえば、有機リン耐性難燃剤は加熱すると、より安定した構造を持つ架橋固体物質や炭酸層を生成します。炭酸層の形成は、一方ではポリマーのさらなる熱分解を防ぐことができ、他方では、内部の熱分解生成物が気相に入って燃焼プロセスに関与することを防ぐことができます。
3. 阻害連鎖反応
燃焼の連鎖反応理論によれば、燃焼を維持するにはフリーラジカルが必要です。難燃剤は気相燃焼帯域に作用して燃焼反応中のフリーラジカルを捕捉し、火炎の広がりを防ぎ、燃焼帯域内の火炎密度を低下させ、最終的には燃焼反応が終了するまでの速度を低下させることができます。例えば、ハロゲン含有難燃剤の蒸発温度は、ポリマーの分解温度と同じまたは類似しています。ポリマーが加熱分解すると、難燃剤も同時に揮発します。このとき、ハロゲン含有難燃剤と熱分解生成物が同時に気相燃焼領域に存在し、ハロゲンは燃焼反応でフリーラジカルを捕捉することができるため、火炎の広がりを防ぎ、燃焼領域内の火炎密度を低下させ、最終的には終了までの燃焼反応速度を低下させることができます。
4. 不燃性ガスの窒息効果
難燃剤は加熱すると不燃ガスを分解し、可燃物が分解した可燃ガスの濃度を燃焼下限以下に薄めます。同時に、燃焼域の酸素濃度を薄め、燃焼の継続を防ぎ、難燃効果も得られます。
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