高分子聚合物的燃燒機理是什么?

日期: 2019/02/14
作者: 日精注塑機
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日精注塑機全電動注塑機)2019年2月14日訊  隨著社會的不斷進步,科學的不斷發展,以及人們生活水平的不斷提高,各種高分子材料在各個領域的應用范圍越來越廣泛。


   常用的高分子聚合物如PU、PE、PP、PS、ABS、PC、POM、PA、PBT等性能優良,但易燃,而且燃燒時產生大量的煙霧和有毒氣體,使人中毒窒息而死,影響消防救援工作;PVC等含氯塑料本身不燃,但往往因加入其它物質(如增塑劑等)而可燃。


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聚合物材料具有潛在的火災危險性,包括熱災害(燃燒釋放的熱量)和非熱災害(煙氣和毒氣)。火災中因窒息和煙氣中毒造成的人員傷亡可占火災總傷亡人數的60%-80%。因此在阻燃劑的研究開發領域中,“阻燃”和“抑煙”是相輔相成的。


對高聚物進行阻燃處理是減少火災的重要措施之一,但是阻燃材料不能成為不燃材料,它們在大火中仍能燃燒,不過它可以減緩燃燒讓人們贏得時間,減少火災的發生,防止小火發展成災難性的大火。


※ 高分子聚合物的燃燒機理


維持燃燒的要素:可燃物、氧氣、溫度。


材料的燃燒大致分為五個不同階段。


①、加熱階段

   由外部熱源產生的熱量給予材料,使材料的溫度逐漸升高,升溫的速度取決于外界供給熱量的多少,接觸聚合物的體積大小,火焰溫度的高低等;同時也取決于材料的比熱容和熱導率的大小。


②、降解階段

   材料被加熱到一定溫度,變化到一定程度后,材料分子中最弱的鍵斷裂,即發生熱降解,這取決于該鍵的鍵能大小。

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③、分解階段:

   當聚合物的溫度上升到一定程度時,除弱鍵斷裂外,主鏈也斷裂,即發生裂解,產生低分子物。


A、可燃性氣體:如H2、CH4、C2H6、CH2O、CH3COCH3、CO等;

B、不燃性氣體:如CO2、HCl、HBr等;

C、液態產物:  聚合物部分分解為液態產物;

D、固態產物:  部分焦化為焦炭,也可不完全燃燒產生煙等粒子。(可形成煙霧,危害很大)


④、點燃階段

   當分解階段所產生的可燃性氣體達到一定濃度,且溫度也達到其燃點或閃點,并有足夠的氧或氧化劑存在時,開始出現火焰,這就是“點燃”,燃燒從此開始。


⑤、燃燒和蔓延階段

   燃燒釋放出的能量和活性游離基HO·和H·引起的連鎖反應,不斷提供可燃物質,使燃燒自動傳播和擴展,火焰越來越大。


燃燒反應如下:

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