有机磷阻燃剂对聚氨酯硬泡阻燃性能的影响(3)
1.2.1 聚氨酯硬泡的原料
制备聚氨酯硬泡所用的原料主要包括多元醇和多异氰酸酯，并在催化剂等助剂的作用下进行发泡。通常，合成聚氨酯硬泡所用的多元醇为多官能团、高羟值、小分子量的多元醇化合物，按其结构可分为聚醚型和聚酯型多元醇；另外一种提供聚氨酯主链结构的主要反应原料多异氰酸酯，通常包括二苯基甲烷二异氰酸酯（简称MDI）、多亚甲基多苯基多异氰酸酯（简称PAPI）等；合成聚氨酯硬泡的催化剂一般为胺类和有机锡类化合物，催化发泡及凝胶反应的进行；而发泡剂则是通过产生气体来实现反应中的物理发泡或化学发泡；此外还有控制泡孔大小和结构的泡沫稳定剂和提高泡沫力学性能的交联剂、扩链剂等。
1.2.2 聚氨酯硬泡的燃烧过程
聚氨酯硬泡呈固体泡沫状，由于含可燃的碳氢链段，未经阻燃处理的聚氨酯材料是易燃物，遇火剧烈燃烧。聚氨酯硬泡的燃烧过程可分为3个阶段，首先，聚氨酯硬泡在火源的作用下逐渐升温，达到一定温度时热分解、降解产生可燃性气体（烷烃、烯烃、一氧化碳、一氧化氮、氢气等）；然后当可燃气体达到一定浓度时，与周围氧气发生氧化还原反应，即燃烧反应，同时放出大量的热和烟，燃烧产生的能量，通过辐射、对流和传导再反作用于基材，促使其持续降解、分解，直至泡沫燃烧完全。
1.2.3 聚氨酯硬泡的阻燃机理
聚氨酯硬泡的阻燃主要包括以下几种：
(1) 稀释效应
在燃烧过程中，阻燃剂首先分解产生不燃性气体，降低燃烧区域的可燃性气体和氧气的浓度，从而抑制燃烧。诸如卤素与磷形成的PX3和PX5以及卤化氢和水气等不燃性气体均能起到稀释可燃气体的作用。
(2) 转移效应
在阻燃剂的作用下，有时高聚物的热分解模式会发生改变，使分解出的可燃气体减少，从而有利于高聚物的阻燃。
(3) 覆盖效应
在燃烧过程中，阻燃剂作用于高聚物，使高聚物表面形成对热比较稳定的液膜或固化覆盖层阻燃聚氨酯硬泡，使得外界热量难以回传到高聚物中，并减少高聚物的分解，阻止已分解的可燃气体向火焰区扩散，有机磷系阻燃剂主要就是因其形成覆盖层而起到阻燃作用。
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