由于重大火災(zāi)的頻發(fā)而引起建筑、高分子材料、裝飾裝修、塑料制品加工行業(yè)及有關(guān)政府部門對(duì)高分子裝飾裝修材料的阻燃和抑煙技術(shù)的重視。從因高聚物而發(fā)生的重大火災(zāi)中可以看出，許多人在火災(zāi)中傷亡，首先是由于有毒氣體和煙霧窒息所造成。與紙張、棉纖制品、木材等天然有機(jī)材料相比，有些塑料制品并不易燃。棉纖維的氧指數(shù)為18.4%，羊毛為25.2%，尼龍纖維為20.1%，滌綸為20.6%，而PVC纖維的氧指數(shù)達(dá)到37.1%，且PVC還有自熄特性（在無(wú)火焰助燃的情況下能自熄），如對(duì)PVC再進(jìn)行阻燃處理，其阻燃性還會(huì)明顯提高。但是，在缺氧和不完全燃燒的情況下，高聚物的發(fā)煙量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)天然的棉、毛纖維，如：棉和人造絲的視野減少率均為4%、尼龍為6%、羊毛為18%，而PVC纖維為34%、腈綸纖維為97%。因此，在高聚物材料的阻燃技術(shù)中，抑制高聚物在燃燒過(guò)程中的發(fā)煙量是極為重要的技術(shù)要點(diǎn)。
(l) PVC塑料的阻燃PVC塑料是在門窗、管材、電線電纜、防水卷材、地面材料、建筑型材、線材、家具等建筑裝飾裝修材料中用量最大塑料品種。
它的含氯量為56%左右，氧指數(shù)為40%左右，是一種阻燃性能較好、具有自熄性的塑料。但是為了方便加工和應(yīng)用，往往要在其中加入一定數(shù)量的增塑劑，而多數(shù)增塑劑是易燃的，因而某些軟質(zhì)的PVC塑料就因此失去阻燃特性而成為可燃材料。例如增塑劑對(duì)PVC燃燒性能的影響見(jiàn)表2-19。
圖2-19 增塑劑DOP用量對(duì)PVC燃燒性能的影響DOP用量／%O608090氧指數(shù)／%>4222.221.119.2要制作保持阻燃特性的軟質(zhì)PVC塑料制品（如屋面防水卷材），則可采用本身阻燃性較高的增塑劑——磷酸酯類并適量加入穩(wěn)定劑（金屬鹽類），就能一定程度地提高其阻燃性（見(jiàn)表2-20）。
表2-20磷酸醣婁增塑劑對(duì)PVC燃燒性能的影響配 方1#2#3#4#PVC樹(shù)脂DOP磷酸三甲苯酯磷酸三（2-氯乙基）酯穩(wěn)定劑試樣燃燒情況10050000燃燒10045053自熄100400103自熄 100381403自熄在PVC中加入少量的三氧化二銻即可起到較好的阻燃作用（見(jiàn)表2-21）。三氧化二銻既可作為阻燃劑，又是一種增白劑，其白度次于鈦白粉，但其耐老化性能優(yōu)于其他白顏料。除目前常用的以添加阻燃劑的方式來(lái)提高PVC塑料的阻燃性外，尚可通過(guò)添加無(wú)機(jī)填料、交聯(lián)劑及選用耐熱增塑劑和配合穩(wěn)定劑的方法來(lái)提高PVC塑料的阻燃性。如加人碳酸鈣、高嶺土等無(wú)機(jī)填料，碳酸鈣可起到5/6氣體捕捉劑的作用；添加氫氧化鋁、硼酸鋅，在遇到燃燒時(shí)，能形成氣態(tài)覆蓋層，切斷氧的供應(yīng)而發(fā)揮阻燃作用；添加亞硫酸鈣等含結(jié)晶水的無(wú)機(jī)填料也是一種簡(jiǎn)單而有效的辦法。
表2-21 添加三氧化二銻對(duì)軟質(zhì)PVC可燃性的影響項(xiàng) 目配 比氧指數(shù)／%PVC樹(shù)脂DOP三氧化二銻1#2#3#100Joo1009090900巭3.5巭7.019. 223. 625. 9(2)高聚物的抑煙技術(shù)高聚物一旦接觸火種，就會(huì)急劇地蔓延燃燒，此時(shí)由于供氧不足而出現(xiàn)不充分燃燒，加之高聚物本身分子結(jié)構(gòu)以碳原子為主的碳?xì)浠衔锝M成，就會(huì)釋放出大量黑煙、水汽、CO、CO2及其他有毒氣體。
在高聚物中加入阻燃劑確實(shí)可提高高聚物的阻燃、耐燃性，但是氯類阻燃劑及三氧化二銻等阻燃劑卻會(huì)導(dǎo)致高聚物在燃燒時(shí)放出大量煙霧和毒氣，這正是它的致命弱點(diǎn),所以在對(duì)高聚物采取添加阻燃劑，提高其阻燃性的同時(shí)，必須要抑煙和遏制有毒氣體的發(fā)生量。
高聚物阻燃中的抑煙技術(shù)，一般分為物理法和化學(xué)法兩種：物理法抑煙采用疊層、包覆、涂覆、堵塞等物理手段來(lái)隔絕火焰與高聚物的直接接觸，以阻止火焰和熱量的傳人，減少和延緩高聚物的分解、煙氣的發(fā)生和逸出；化學(xué)法主要是添加無(wú)機(jī)填充劑、抑煙劑和5/6氣體捕捉（吸收）劑等。例如，在PVC中添加鉬化合物，在PU中添加各種有機(jī)酸，在橡膠中添加氫氧化鋁、氨氧化鎂等，都能有效地抑制煙氣的發(fā)生。另外，以水合氧化物為代表的無(wú)機(jī)填充劑，在抑煙方面有很好的效果，如水合氧化鋁、水合氧化鎂等，一般稱之為抑煙劑。
CaC03是PVC極好的HCI氣體捕捉劑，它在800～1000℃極易與HCl氣體反應(yīng)生成穩(wěn)定的CaCI2而殘留在燃燒后的碳化層中，它的作用隨著添加量的增大而增大，粒徑越細(xì)對(duì)HCl氣體的捕捉能力也越強(qiáng)，所以若將少量的納米CaCO2加入PVC巾，既能起到吸收HCI氣體的作用，又能改進(jìn)PVC的物理力學(xué)性能。阻燃和低煙、低毒對(duì)于高聚物是一對(duì)不易解決的矛盾，開(kāi)發(fā)研制既阻燃又在一旦失火時(shí)“低煙”、“低毒”的新配方，而價(jià)格又能被市場(chǎng)接受的高聚物新材料是當(dāng)前世界不斷研究的課題。
