汽車內(nèi)飾材料阻燃機理與常見阻燃劑
隨著汽車的日益普及，人們在車內(nèi)的駐留時間僅次于室內(nèi)環(huán)境，汽車內(nèi)室成為人們第二個重要的活動空間。為了營造良好的乘駕環(huán)境，汽車制造企業(yè)普遍選擇使用多種多樣的內(nèi)飾材料以優(yōu)化車內(nèi)環(huán)境。據(jù)報道，一輛普通家用轎車耗用內(nèi)飾材料大約為20~40g。為滿足人們舒適性和安全性等多種要求，汽車內(nèi)飾材料也朝著多功能化方向發(fā)展。內(nèi)飾材料的阻燃整理就是其中非常重要的一部分。
所謂“阻燃整理”，不是指整理后的材料在接觸火源時不會燃燒，而是使材料在火焰中的可燃性降低，蔓延速度減緩，不形成大面積燃燒。離開火焰后能很快自熄，不再燃燒或陰燃階段。
汽車內(nèi)飾材料的種類較多，大體可分為四種：纖維紡織與皮革類、塑料類、橡膠類、復合材料類。這些材料均屬于易燃或可燃性材料。同時，內(nèi)飾材料一般分布在汽車頂棚、地墊、車門內(nèi)襯、座椅、安全帶、行李艙等部位，與人體接觸緊密，在發(fā)生火災時，這些材料的燃燒可對人體造成較大的損傷。而車在行駛過程中由于電路短路、機械故障、交通事故等原因都易造成火災。因此，汽車內(nèi)飾材料的阻燃整理對提高汽車安全性具有較大的現(xiàn)實意義。
一、阻燃機理：
首先，材料的燃燒需要溫度、可燃物和氧氣三個條件，缺一不可。阻燃機理就是從這三個方面入手，阻斷其中一個或多個條件，達到阻止燃燒的效果。目前已有研究的阻燃機理主要有：
1、覆蓋作用：在可燃物表面形成覆蓋層，阻斷其與外部空氣的接觸，達到阻燃效果。如，有機磷類阻燃劑，其受熱產(chǎn)生穩(wěn)定的交聯(lián)物質(zhì)或碳化層，起到覆蓋作用。
2、氣體稀釋作用：可燃物表面的阻燃劑分解產(chǎn)生不燃的氣體，如氮氣、二氧化碳、氨氣等，稀釋可燃物附近的氧氣和可燃性氣體。同時，分解產(chǎn)生的氣體也可到達散熱和降溫的作用。
3、吸熱作用：一些阻燃劑在燃燒過程中分發(fā)生相變脫水、脫氫、脫鹵等吸熱分解反應，從而降低可燃物表面溫度，減緩可燃物的分解燃燒進程，達到阻燃效果。如，Al(OH)3阻燃劑通過提高聚合物的熱容，使其在達到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。
4、融滴作用：在阻燃劑的作用下纖維材料發(fā)生解聚，熔融溫度降低。纖維發(fā)生軟化、融滴，帶走大部分熱量，中斷燃燒進程，達到阻燃效果。這種機理一般用于滌綸等化纖內(nèi)飾材料的整理。
5、終止自由基鏈反應：依據(jù)燃燒反應理論可知，燃燒過程需要大量自由基的參與，如OH-、H-等。一些阻燃劑在燃燒過程捕捉自由基，通過與自由基結(jié)合的方式降低可燃物附近自由基的數(shù)量，從而終止燃燒。一般含鹵阻燃劑在燃燒時，分解出的鹵素與熱分解產(chǎn)物在處于同一相區(qū)時，鹵素便可捕捉自由基干擾燃燒反應鏈的進程，達到阻燃的目的。
二、常見阻燃劑：
常見阻燃劑分類：阻燃劑的種類較多，分類方法也有很多。常見的分類方法是分為有機阻燃劑和無機阻燃劑兩大類。
有機阻燃劑：主要包含鹵素阻燃劑（分氯系和溴系兩大類）和磷系阻燃劑。但鹵素阻燃劑一般在熱分解過程中會產(chǎn)生HCl、HBr等氣體，造成污染。同時，有機阻燃劑的價格也較貴，使用成本高，目前開發(fā)出的品種也只有鹵素和磷系兩個大類。綜上，有機阻燃劑雖然是使用較早的阻燃劑且阻燃效果較好，但是發(fā)展前景并不樂觀。
無機阻燃劑：無機阻燃劑指阻燃劑的主要成分為無機物，常用的有Al(OH)3、Mg(OH)2、三氧化二銻Sb2O3等。由于無機阻燃劑中只有無機粒子，缺少可交聯(lián)的化學鍵，這給其使用帶來了不便。而且這些無機阻燃劑基本上都是已粉末顆粒形式存在，生產(chǎn)過程一般將這些粉末直接噴灑在紡織品表面，或者借助粘合劑粘合。結(jié)合牢度不高，使用過程中易脫落。
綜上，阻燃劑的研究方向朝著液態(tài)無機阻燃劑的開發(fā)、有機/無機協(xié)同阻燃體系的開發(fā)發(fā)展。
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