构效应,改变可燃材料的燃烧性能,使之成为具有防火性能的材料.利用纳米技术可以改变阻燃机理,提高阻燃性能.纳米粒子尺寸很小,比表面积很大,所表现的表面效应、体积效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应,为设计和制备高性能、多功能新材料提供了新的思路和途径.例如,聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料可提高燃烧性能:(1)在聚合物基体中以纳米尺寸分散的层状硅酸盐片层对聚合物分子链的活动性具有显著的限制作用,受热分解时比完全自由的分子链具有更高的分解温度.此外,由于层状硅酸盐片层的物理交联点作用,复合材料在燃烧时更容易保持初始的形状,表现出良好的阻燃性能;(2)分布于聚合物基体中的层状硅酸盐片层具有良好的气液阻隔性能,当聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料燃烧时,位于燃烧表面的层状硅酸盐片层可以阻隔聚合物分子链分解而产生的可燃性小分子向燃烧界面迁移〔8〕,同时延缓外界氧气向燃烧界面内部迁移的速度,使燃烧延缓,起到阻燃作用.
3.1.2 微胶囊阻燃
把阻燃剂研碎分散成微粒后,用有机物或无机物进行包裹,形成微胶囊阻燃剂,或者以比表面积很大的无机物作载体,将阻燃剂吸附在无机载体的空隙中,形成蜂窝式微胶囊阻燃剂.制备方法有分散包裹法、凝聚法及载体包裹法.阻燃剂微胶囊化的优点:(1)改善阻燃剂的稳定性;(2)改善阻燃剂与树脂的相容性,改善材料物理机械性能降低的现象;(3)改善阻燃剂的多种性能,扩大其应用范围.
3.1.3
无机阻燃剂与合成材料的相容性较差、添加量大,会使材料的力学性能和耐热性能有所降低.因此,对无机阻燃剂进行改性,增强其与合成材料的相容性,降低用量成为无机阻燃剂的发展趋势之一.等量阻燃剂,其粒径愈小,比表面积愈大,阻燃效果愈好.从亲和性方面考虑的超细化增强了界面的相互作用,可更均匀地分散在基体树脂中,有效地改善了共混料的力学性能〔9〕.
3.1.4
无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性,与非极性聚合物材料的相容性差,界面难以形成良好的结合和粘接.为改善其与聚合物间的粘接力和界面亲和性,采用偶联剂对其进行表面处理是最有效的方法之一.刘丽君等将经过改性的氢氧化铝应用于聚丙烯中,其比表面积增大、分散性变好,填充聚丙烯后明显改善熔融现象,具有较好的阻燃效果,并且提高了材料的力学性能.
4 阻燃效果测试方法
阻燃后织物可燃性的评定方法:(1)点火性,即着火点高低,表示织物起火的难易;(2)燃烧性能,即在特定条件下,沿着样品燃烧的速率.
4.1 燃烧实验法
燃烧实验法主要测定试样的燃烧广度(炭化面积和损毁长度)、续燃时间和阴燃时间.将标准试样在规定的试验条件下点燃12 s,除去火源后测定试样的续燃和阴燃时间.阴燃停止后,按规定方法测出损毁长度.按试样与火焰的相对位置,可以分为垂直法、倾斜法和水平法,目前垂直法是最普遍的测定方法.垂直燃烧试验分损毁长度法、火焰蔓延性能测定法GB/T 5456-1997[10]试样易点燃性测定法GB 8746-88[11]表面燃烧性能测定法GB 8745-88.[12]
4.2 限氧指数法
限氧指数法GB/T 5454-1997[13]指在规定的实验条件下,在氧、氮混合气体中,材料刚好能保持燃烧状态所需的最低氧浓度LOI(O2 所占混合气体的体积百分数).