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硅橡膠的燃燒降解過程
硅橡膠在受熱燃燒降解過程中會發生如下反應
(1)主鏈的降解。在高溫下,硅橡膠分子運動加劇,硅橡膠的端羥基與主鏈上的硅氧鍵進行縮合反應, 使主鏈發生解扣式降解,環化反應生成的環狀聚硅氧烷結構又進一步被氧化成二氧化硅(Sioz),加速了硅橡膠的降解。
(2)側基的氧化降解。在含氧的高溫環境下,側鏈上連接的有機基團會被氧化分解,分解出甲醛、甲酸等小分子,還會導致分子間的硅氧鍵發生交聯反應, 生成環狀低聚物。
無機阻燃劑
與有機阻燃劑相比, 大多數無機阻燃劑熱穩定好, 燃燒時不產生有毒有害氣體, 發煙量較不會產生二次污染。 目前常用的商業化無機阻燃劑主要包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、無機納米填料還有一部分無機阻燃添加劑等。氫氧化鋁、 氫氧化鎂對聚合物的阻燃作用主要體現在以下三個方面:
(1)氫氧化鋁、氫氧化鎂受熱分解, 釋放出大量的結晶水而吸收熱量,降低聚合物表面溫度,延滯聚合物熱分解并降低其燃燒的速度;
(2)產生的水蒸汽進入氣相,能夠稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度:
(3)氫氧化鋁、氫氧化鎂分解產生穩定的氧化鋁、氧化鎂殘渣,覆蓋于材料表面,形成保護層, 起到物理阻隔的作用,阻止熱量的傳遞以及可燃氣體逸出,從而達到阻燃作用。 氫氧化鋁的初始分解溫度大概為200~250C, 氫氧化鎂的初始分解溫度約為300-320°C,在硅橡膠的加工過程中十分穩定,且具有無毒、抑煙、價廉等特點,但其阻燃效果需要很大的填充量才能達到,隨著填充量的增加, 硅橡膠的阻燃性能會增加,然而硅橡膠的加工性能和力學性能均會有所下降,除此之外,還有存在氫氧化鎂、氫氧化鋁團聚, 在硅橡膠基體中分散不均勻等情況。 針對以上問題,目前應對的措施主要是表面改性、超細化甚至是納米化等方法。
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