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阻燃高分子材料的多功能化

 隨著常規高分子材料品種生產規模的迅猛擴大,目前總量已顯過剩,品種單一、技術含量不高的矛盾日益突出。阻燃高分子材料作為當下新材料研究領域的熱點,若不能跟上國內外市場對產品多樣化、多功能化的需求,也必將出現滑坡。阻燃高分子材料的多功能化改性對于提升材料的科技含量,滿足不同領域的需求,提高阻燃材料的附加值具有極大意義。對具有阻燃性能的任一種高分子材料(塑料、橡膠、天然或合成纖維等)賦予它本身還不具備的其他特殊性能后的高分子材料,稱為多功能阻燃高分子材料。筆者將在此文對多功能阻燃材料的開發狀況、發展趨勢及實現途徑作簡要的介紹。

 

1、阻燃抗靜電材料

在我國簡稱“雙抗”高分子材料,常用于制造塑料地板、天花板、地毯、工作服、窗簾及各種織物。如礦業生產過程中,物料不斷地通過各個轉載點并在下落時對設備造成巨大沖擊,且伴隨劇烈摩擦,此時不僅要求阻燃型高分子緩沖條具有難燃性,還需具備抗靜電性。消除靜電的方法一般是通過增強其表面親水性以降低其表面電阻,加快靜電荷的泄露;或混入導電助劑,使靜電以電暈放電的形式散失。阻燃抗靜電改性主要有共聚、共混、添加納米材料等,上海日之升通過多年化學改性經驗,開發有阻燃抗靜電尼龍材料A023-1、B023-1,可用與PCB印刷電路板,電子觸摸屏塑料殼體,電器CPU支架等。

 

2、阻燃導電塑料 

塑料本身絕緣性能良好,具有隔熱、隔音效果,但在某些情況下往往又需要既阻燃又導電的高分子材料,因為它遠比金屬導體輕巧。

 

3、阻燃抗菌材料

主要應用在服裝、衛生用品、醫療用品、勞保用品及體育用品等,一般通過共聚合成過程中或共混引入抗菌劑,賦予材料具有阻燃性的同時又具有抗菌性。如納米抗菌劑是采用物理吸附和離子交換的方法將具有抗菌作用的Ag+、Zn2+等離子及其化合物吸附在諸如沸石、硅膠等疏松多孔的載體材料中,將處理好的納米抗菌劑、阻燃劑、其他助劑及基體樹脂經雙螺桿擠出制得。但從阻燃抗菌的持久性來說,共聚的方法是將來主要發展方向。

 

4、阻燃抗熔融材料

例如聚酯纖維,在使用過程中的一個比較大的缺點是預熱熔融滴落,其高溫熔融滴落物不僅能灼燒身體,而且還會作為二次火源引燃周圍其他易燃物。所以,對聚酯材料不僅要進行阻燃改性,還應該賦予聚酯抗熔融的性質。美國通用電氣公司GE利用在聚合物材料中加入抗熔融助劑粉料來獲得抗熔滴的樹脂材料;日本也報道了在聚酯中添加平均分子量在100萬以上的聚四氟乙烯和阻燃劑,得到具有良好阻燃性能和耐熔融的聚酯纖維。

 

5、阻燃防水(防潮)材料

有些阻燃織物,特別是天然高分子如絲綢、棉麻,它們本身沒有防水作用,且阻燃劑也往往經不起水的長期侵襲,因此需要采用防水的阻燃涂料,或者在阻燃織物上進行防水處理,使織物具有防水和阻燃的雙重功能。

 

6、阻燃耐UV耐熱材料

阻燃材料尤其是含鹵阻燃劑受陽光或紫外線的照射,容易脫去鹵素而成為游離基,它們可與材料反應導致材料變色,且有害人體健康。此外,有些大分子本身受了光或熱的影響,也會導致分子量降解或變色,直接影響材料質量。因此在許多戶外應用或長期高溫下使用的阻燃材料,必須解決耐熱與耐UV的問題。上海日之升的阻燃增強PET系列產品在阻燃、強度、耐熱性及流動性上可達完美的平衡。

 

7、阻燃絕緣材料

塑料經阻燃化處理后,往往顯著降低了材料原有的絕緣性能,因此要采用特殊技術使塑料的優良性能不受阻燃劑或阻燃體系的影響,如將阻燃劑進行微膠囊化處理。上海日之升開發有多種高阻燃性高絕緣性的多功能材料,如具有高GWIT高CTI的塑益安系列產品,為客戶提供安全的用電環境。(關于GWIT和CTI的介紹可查看本公眾號之前的報道)其他如阻燃微發泡地板、阻燃隔音隔熱發泡材料等,都需要同時賦予阻燃材料2種甚至3種以上的性能。 

 

目前阻燃高分子材料的多功能化改性主要是通過加入2種或多種助劑來實現的,這種方法獲得的多功能化阻燃高分子材料最大的缺點就是多種助劑的加入影響了阻燃材料的主要性能。從發展趨勢來看,通過加入一種助劑獲得雙功能或多功能化阻燃材料是將來的研究熱點,這種方法可以減少多種助劑間及與材料的相互作用和影響,減少助劑加入帶來的相容性問題。如何實現阻燃材料的多功能化,提高阻燃材料的科技含量,賦予阻燃產品高的附加值,上海日之升與您共同努力探索。

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