美信分析是专业从事材料分析服务的第三方实验室,提供材料样品剖析、成分分析、配方分析、金属分析、化工品分析等检验、有毒有害物质检测及相关测试服务,服务对象涉及塑料、橡胶、油墨、焊料、表面处理、胶粘剂、添加剂、助焊剂、涂料、及金属材料等等行业。
精细化工品分析/Fine chemical analysis

阻燃剂分析

 

阻燃剂分析

 

项目介绍

阻燃剂,顾名思义,即为赋予易燃物质难燃性的功能性助剂。主要是针对高分子材料的自然设计的。阻燃剂有多种类型,按使用方法分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。

 

添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中,使聚合物具有阻燃效果。目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂。有机阻燃剂是以溴系、氮磷系、氮系为代表。无机阻燃剂主要以三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、硅系等为代表。

 

反应型阻燃剂则是作为单体参加聚合反应,因此使聚合物本身含有阻燃成分。其优点是对聚合物使用性能影响较小,阻燃性持久。

 

阻燃机理主要有如下几个方面:

(1)吸热作用

(2)覆盖作用

(3)抑制链反应

(4)不燃气体窒息作用

 

应用范围

阻燃剂根据组分不同可分为卤系阻燃剂、有机氮磷类阻燃剂、膨胀型阻燃剂以及无机阻燃剂等。

 

2.1 卤素类阻燃剂

随着RoHS和WEEE等相关法律法规的颁布,其应用范围受到了一定的限值。但在我国市场上仍有大量的卤素类阻燃剂在使用,其中主要为溴类阻燃剂,如四溴双酚A等。在实际使用过程中,卤素类阻燃剂通常与其他协效剂复配使用组成协同阻燃系统,比如卤/锑协同系统等。单一卤素阻燃剂的阻燃机理主要以气相阻燃机理为主,以凝聚相阻燃机理为辅。

 

2.2 有机磷阻燃剂

有机磷阻燃剂是与卤素类阻燃剂并重的一类高效阻燃剂,近几年因其高效无毒环保的特点收到青睐。有机磷系阻燃剂主要有有磷酸酯((RO)3PO)、亚磷酸酯((RO)3P)、膦酸酯((RP(O)(OR)2))、有机鏻盐、氧化磷等,其中间亚苯基四苯基双磷酸酯(RDP)、磷酸三苯酯(TPP)、四羟甲基氯化磷(THPC),双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)等是目前工业中用量较大的含磷阻燃剂品种。目前多数含磷阻燃剂主要为凝聚相阻燃机理发挥作用。

 

2.3 有机氮阻燃剂

含氮阻燃剂相比于卤系阻燃剂,因其烟密度低、毒性低,阻燃效率相对较高,腐蚀性小等特点得到了广泛的应用和发展。含氮类阻燃剂主要有密胺氰尿酸盐、密胺磷酸盐、咪唑类、哌嗪类,三嗪类成炭剂和胍盐类阻燃剂等。目前工业中应用较为广泛的含氮类阻燃剂有三聚氰胺(MEL),氰尿酸三聚氰胺(MCA),聚磷酸三聚氰胺(MPP)等。含氮类阻燃剂的主要作用机理为吸热、生成惰性气体、促进成碳且大多为膨胀隔离层的形成、熔流耗热、捕捉燃烧活性自由基等。

 

2.4 膨胀型阻燃剂(IFR)

该类阻燃剂为一种复配阻燃剂,是近年来被广泛认为实现材料阻燃无卤化的最主要途径之一。其主要由三种组分构成:酸源、气源、碳源。三种组分协效发挥作用。传统的IFR阻燃剂主要为聚磷酸铵(APP),MEL,季戊四醇(PER)以3:1:1的比例混合得到。

 

在选择IFR体系时,需要注意的原则有:

1、三源组分的热稳定性需高于聚合物加工温度,且与聚合物的降解温度相匹配;

2、膨胀炭层可以顺利形成,且能完全覆盖在聚合物表面,聚合物在热降解过程中不会对膨胀炭层的形成造成破坏;

3、IFR的各组分对聚合物的物理机械性能影响应尽量小,且三源组分之间和其他的添加助剂不会发生不利的相互作用。

 

2.5 无机类阻燃剂

无机类阻燃剂主要包括金属氢氧化物、红磷、无机纳米粒子和填料等。

 

金属氢氧化物主要为氢氧化镁和氢氧化铝,其阻燃机理主要为受热时可以吸收热量。

 

常见问题

(1)为什么聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)中加入相同份数的阻燃剂阻燃效率存在差别?

答:由于阻燃剂的分解温度与PP的分解温度接近,因此PP与阻燃剂之间匹配度更高导致其阻燃效率好。

 

(2)PP阻燃剂与PP阻燃母粒有什么不同?

答:PP阻燃剂是粉剂,需要与其他剂进行配合使用,而PP阻燃母粒,是已经配方好的母粒,可直接使用。

 

(3)为什么有一些用P-N系阻燃生产的PP放置一段时间后外表有油状物或者粉状物析出?

答:碳源、酸源、气源是组成了阻燃剂的主要成分,加工的时候由于外力作用粉体会分散开来,时间一久,由于分子是不断运动的,所以极性不同的物质会慢慢分离开来,从而导致粉体会从内部析出,导致外表有油状或者粉状物析出。

 

点击咨询更多解决方案

 

常用仪器

分析手段 分析作用及分析范围 参考标准
红外光谱
FTIR
对化合物进行初步定性,适用于几乎全部有机物及部分无机物 GB/T 32199-2015
气相色谱质谱联用
GC-MS
测试易挥发,热不易分解,分子量在1000以下的物质 JIS K0123-2006
裂解气相色谱质谱联用
PY-GC-MS
测定高聚物的组分,结构,添加剂成分,主要用于塑料橡胶 ASTM D3452-2006(2012)
GB/T 7131-1996
高效液相色谱
HPLC
高沸点化合物;难挥发及热不稳定化合物;离子型化合物及高聚物等 JY/T 024-1996
凝胶渗透色谱
GPC
测定化合物的分子量;有机物的分离 SH/T 1759-2007
ISO 11344-2004/COR.1-2008
核磁共振
NMR
主要用于固体高分子材料的结构分析,定量分析 JY/T 006-1996
JY/T 007-1996
JY/T 005-1996

 

业务流程介绍

阻燃剂分析

 

点击咨询费用和周期