無機(jī)阻燃劑具有穩(wěn)定性高、不易揮發(fā)、煙氣毒性低、成本低等優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的青睞。但其與合成材料的相容性較差,添加量大,使得材料的力學(xué)性能和耐熱性能都有所降低。因此,對(duì)無機(jī)阻燃劑進(jìn)行改性,增強(qiáng)其與合成材料的相容性,降低其用量成為無機(jī)阻燃劑的發(fā)展趨勢(shì)之一。目前,氫氧化鋁( 3 Al(OH) ) 的超細(xì)化、納米化是主要研究開發(fā)方向。 3 Al(OH) 的大量添加會(huì)降低材料的機(jī)械 性能,而通過對(duì) 3 Al(OH) 微細(xì)化再行填充,反而會(huì)起到剛性粒子增塑、增強(qiáng)的 效果,特別是納米級(jí)材料。由于阻燃作用的發(fā)揮是由化學(xué)反應(yīng)所支配的,而等量的阻燃劑其粒徑愈小,比表面積就愈大,阻燃效果就愈好。超細(xì)化也是從親和性方面考慮的。正是由于氫氧化鋁與聚合物的極性不同,才導(dǎo)致了其阻燃型復(fù)合材料物理機(jī)械性能下降。而超細(xì)納米化的 3 Al(OH) 增強(qiáng)了界面的相互作用,可均勻 地分散在基體樹脂中,更有效地改善了共混料的力學(xué)性能。
有些納米材料具有阻止燃燒的功能,將它們作為阻燃劑加入到可燃材料中,利用其特殊的尺寸和結(jié)構(gòu)效應(yīng),可以改變可燃材料的燃燒性能,使之成為具有防火性能的材料。利用納米技術(shù)可以改變阻燃機(jī)理,提高阻燃性能。由于納米粒子的顆粒尺寸很小,比表面積很大,它所表現(xiàn)的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等特征,為設(shè)計(jì)和制備高性能、多功能新材料提供了新的思路和途徑。
無機(jī)阻燃劑的種類有很多,其中氫氧化鋁和氫氧化鎂是主力軍,尤其當(dāng)某些領(lǐng)域內(nèi)提倡無鹵阻燃時(shí),它們就會(huì)成為第一選擇。由于無機(jī)阻燃劑需要添加的量很大,在某些特殊的情況下會(huì)超過高聚物本身的量,因此,勢(shì)必對(duì)高聚物的物理機(jī)械性能產(chǎn)生非常大的影響,這就要求對(duì)無機(jī)阻燃劑作出處理,即微粒化、表面活化。
微?;哪康氖亲屗鼈?cè)诟呔畚镏蟹稚⒕鶆?,在體相中處處起到阻燃作用。實(shí)驗(yàn)證明,要達(dá)到同一阻燃標(biāo)準(zhǔn),微粒化可適當(dāng)減少用量。
表面活化就是為了使無機(jī)阻燃劑與高聚物之間相容性好,這樣可以減輕由于大量無機(jī)阻燃劑加入而使高聚物本身機(jī)械強(qiáng)度的下降。