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专题论述

PVC用抑烟剂及抑烟机理

发布时间:2021/4/22 11:57:12 来源:工程塑料应用

PVC 燃烧形成的烟主要由芳香族化合物形成的碳组成。PVC 燃烧或热裂生烟的同时,还放出大量的HCl,后者又与大气中的水作用形成腐蚀性的云雾。可用于PVC 的最著名的抑烟剂是八钼酸铵(AOM)、三氧化钼(MoO3)、八钼酸三聚氨胺(MOM) 、镁一锌复合物、锡酸锌、二茂铁等,还原偶联抑烟剂及一些新型复合抑烟剂正在研发中。

1、钼化合物

就对PVC 的抑烟功能而言, MoO3与AOM 是相近的,但AOM 能赋予制品以较佳的颜色稳定性。MoO3及AOM 中的钼为六价,其氧化态和配位数易于改变,这使得它们有可能作为阻燃剂及抑烟剂。作为抑烟剂及阻燃剂,钼化合物是在固相而不是在气相起作用,且很可能是通过Lewis 酸促进炭层的生成和减少烟量。由于Mo03 是金属氧化物,所以它也具有有限的交联作用。还有人认为, MoO3之所以能减少苯和甲苯的生成,是由于Mo03 有助于形成相对稳定的π 一芳香系络合物。

2、还原偶联抑烟剂

现在已知有一些低价过渡金属化合物可通过还原偶联机理而促进PVC 交联抑烟,而不是通过Lewis 酸机理抑烟。这类化合物是在PVC 裂解时能产生零价金属的化合物,其中包括含亚磷酸酯或其他配位体的一价铜的络合物、低价过渡金属的甲酸盐及草酸盐、一价铜的卤化物等。

2.1 铜化合物

铜化合物是以还原偶联机理对PVC 抑烟最有效的添加剂之一。例如,铜化合物能大大减少PVC 裂解时生成的苯量。在200~ 300 ℃,当PVC 中有Cu20 存在时, PVC 的交联度大大提高,生烟量降低。

2.2 低价过渡金属的甲酸盐及草酸盐

某些在200 ~ 300 ℃分解的二价过渡金属草酸盐及甲酸盐通常是PVC 有效的交联剂,故可用作其抑烟剂。

3、二茂铁及某些金属氧化物

二茂铁可在气相,也可在凝聚相抑烟,而且与被抑烟的聚合物结构有关,特别与是否含卤素有关。例如,对ABS ,以二茂铁为抑烟剂时,主要在气相起作用;而对含氯的苯乙烯-丙烯腈一氯丁二烯三元共聚物,情况则正好相反,抑烟主要发生在凝聚相。

4、镁-锌复合物

国际市场上销售一种商品名为Ongard H 的抑烟剂,其最初是被研究用于PVC 的,但对其他聚合物也适用。Ongard II 是白色流散性粉末,是氧化镁和氧化锌的固体溶液。

Ongardll 在半硬质PVC 中的阻燃抑烟作用主要是在固相内进行,它能催化固相分解,促进炭层的形成,改变炭层结构,减少挥发性碳氢化合物和苯的释出(降低1/3 ~ 2/3 ),而将其大部分( 70 %)保留于炭层内。另外, Ongard E 能与PVC 释出的HCI 反应,生成固态金属氯化物,后者可通过干扰氯原子与多烯(此多烯是在PVC 热分解早期形成的)的再化合反应而发挥抑烟功能。




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