紙和紙制品是可燃和易燃的。在一些特殊場合應(yīng)用時,要求紙和紙制品具有一定的阻嫩性能。提高紙和紙制品阻燃性的方法一般是在紙和紙制品表面進行涂布或浸漬,另一種方法則是漿內(nèi)加人阻燃劑。以上兩種方法都要使用阻燃劑。
阻燃劑一般可分為無機阻燃劑和有機阻燃劑兩大類,無機阻燃劑主要通過吸熱效應(yīng)起阻燃作用,安全性高,兼有阻燃、抑煙和降低有毒氣體的功能。
無機阻燃劑主要類型有金屬氫氧化物、金屬氧化物和硼酸鹽、相化合物等。有機阻燃劑主要分為氮系阻然劑、磷系阻燃劑和鹵系阻燃劑三大類。
(1)自由基捕獲機理
在聚合物中加人含有鹵族元素,磷元素或者氮元素的化合物,這類化合物在高溫下放出的上述元素具有捕獲分解反應(yīng)過程產(chǎn)生的自由基的能力,使自由基失去反應(yīng)活性。由于不能產(chǎn)生可燃性小分子,燃燒過程將不會發(fā)生和持續(xù)。
(2)碳化隔熱機理
在聚合物中加人氯化錢、硫酸錢、有機磷等化合物可以促進聚合物在高溫下的碳化過程,使聚合物在分解成小分子可燃物之前碳化。碳化層傳熱性不好,切斷燃燒產(chǎn)生的熱量向未燃聚合物轉(zhuǎn)送,使繼續(xù)分解反應(yīng)不能繼續(xù)。
(3)熱交聯(lián)反應(yīng)阻燃機理
在聚合物中加人在高溫下能夠引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的熱交聯(lián)劑,使聚合物在分解前發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),阻止分解反應(yīng)或者減小分解速度,使聚合物的熱分解速度不能產(chǎn)生足夠的可燃小分子以滿足燃燒的需要,將發(fā)生火焰自熄過程。
(4)吸熱降溫機理
在聚合物中加人某些含有結(jié)晶水的無機鹽,如帶結(jié)晶水氫氧化鋁AI(OH)3·3H20,硼酸鋅2ZnO·3B2 03·3-5H20等,當聚合物受熱,溫度升高時這些添加物可以放出結(jié)晶水,吸收熱量,降低聚合物溫度,阻止熱分解反應(yīng)和燃燒過程的繼續(xù)。
(5)生成氣體或者液體覆蓋機理
如果加人的物質(zhì)在燃燒產(chǎn)生的高溫下發(fā)生熔化、氣化或者分解成不燃性氣體,生成物會暫時將聚合物覆蓋與燃燒必須的空氣隔絕,同樣也可以使燃燒終止。這類阻燃添加劑有硼砂、三氧化二銻、碳酸鈣、氧化鋁和錢鹽等。