法國時(shí)間4月15日下午6點(diǎn)50分左右，擁有850年歷史的巴黎圣母院突遭大火。巴黎圣母院近年來(lái)正在整修，預計整修持續到2022年。有猜測稱(chēng)，此次著(zhù)火起因可能是腳手架著(zhù)火。
在安全和環(huán)境保護意識深入人心的今天，采用阻燃材料是防止和減少火災的戰略性措施之一，并且對材料的阻燃性和其他性能要求也越來(lái)越高。對于聚合物的阻燃而言，無(wú)毒、低成本的礦物材料是使用量最大的阻燃材料。
1、阻燃礦物材料有哪些？
阻燃礦物材料是以天然礦物為基礎加工出來(lái)的阻燃劑，一般可分為普通礦物類(lèi)（氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽等）、粘土礦物類(lèi)、可膨脹石墨等。常見(jiàn)的有氫氧化鎂、氫氧化鋁、有機膨潤土、可膨脹石墨等。
?。?）氫氧化鎂阻燃劑
氫氧化鎂作為高聚物基復合材料的阻燃填料，其生產(chǎn)原料主要有水鎂石、菱鎂礦、白云巖以及海水、鹽湖鹵水、地下鹵水等。
?。?）氫氧化鋁阻燃劑
氫氧化鋁阻燃劑除具有阻燃作用外，還可降低發(fā)煙量、不產(chǎn)生滴下物、不產(chǎn)生有毒氣體，且價(jià)格便宜。用于生產(chǎn)氫氧化鋁的原料有很多，比如鋁加工廠(chǎng)的廢料和鋁屑、鉀明礬、高嶺土、煤矸石、二氯化鋁等。
?。?）有機膨潤土阻燃劑
近年來(lái)，對有機膨潤土阻燃性能的應用越來(lái)越廣泛，有機膨潤土可直接用為塑料和橡膠填料，能以納米尺度分散于基材中，有時(shí)也與傳統阻燃劑共同使用，能提高材料的阻燃性及其他一系列性能，并降低阻燃劑的用量。
?。?）可膨脹石墨阻燃劑
可膨脹石墨是由天然鱗片石墨經(jīng)化學(xué)處理而形成的特殊的石墨層間化合物，是一種新型的無(wú)鹵物理膨脹型阻燃劑，其自身在火災中的熱釋放率很低，質(zhì)量損失很小，產(chǎn)生的煙氣很少，符合環(huán)保的要求，可作為膨脹體系的協(xié)同增效劑及阻燃劑來(lái)制備無(wú)鹵、低煙、低毒、理化性能及防火性能均更佳的新型膨脹型阻燃產(chǎn)品。
2、阻燃礦物材料的應用
現實(shí)生活中，塑料、橡膠等有機聚合物制品是應用最為廣泛的材料，為了達到無(wú)鹵、環(huán)保、阻燃的目的，阻燃礦物材料就成了聚合物阻燃的首選。
?。?）聚丙烯（PP）
PP的阻燃一般都采用添加阻燃劑法，常用的添加型阻燃劑氫氧化鋁、氫氧化鎂等。
?。?）聚乙烯（PE）
同PP的阻燃處理方式一樣，對PE進(jìn)行阻燃處理的方法主要也是通過(guò)添加氫氧化鋁、氫氧化鎂等阻燃劑的方法。
?。?）聚氯乙?。≒VC）
聚氯乙烯的阻燃主要是針對軟PVC阻燃而言，最常用的方法還是采用添加阻燃劑的方法。無(wú)機礦物填料，特別是氫氧化鋁和氫氧化鎂，對軟PVC都有很好的阻燃效果。這些阻燃填料具有無(wú)毒、不揮發(fā)、熱穩定性好、不產(chǎn)生腐蝕有毒氣體等優(yōu)點(diǎn)，其中氫氧化鋁和硼酸鋅等具有明顯的抑煙作用。
?。?）電纜和光纜
無(wú)機阻燃礦物材料因其無(wú)毒環(huán)保性能成為目前阻燃電線(xiàn)電纜料的最佳選擇。如PVC電纜料最常用的無(wú)機礦物阻燃劑是金屬氫氧化物如氫氧化鋁和氫氧化鎂等。
?。?）其他材料
目前橡膠阻燃化的主要手段仍是添加各類(lèi)阻燃劑和各類(lèi)阻燃填料對橡膠進(jìn)行阻燃改性，氫氧化鋁和氫氧化鎂等在阻燃橡膠工業(yè)上正獲得應用。
對于聚酯纖維、聚丙烯腈綸纖維、聚烯烴纖維等纖維的阻燃改性而言，氫氧化鋁、氫氧化鎂不僅可以起到阻燃作用，而且可以起到填充作用。
3、礦物材料阻燃應用中進(jìn)行表面改性的必要性
對阻燃礦物材料的性能要求主要考慮到兩個(gè)方面：一方面是阻燃礦物材料需要產(chǎn)生基本阻燃效果所需的條件；另一方面是要確保優(yōu)良的聚合物加工和成品具有足夠的機械和美學(xué)特性所需的那些條件。
經(jīng)超細粉碎后的阻燃礦物材料，容易團聚，且與高聚物之間的相容性較差，再加上其填充量較大，這對制品的加工和力學(xué)性能都會(huì )產(chǎn)生不利的影響，必須要進(jìn)行表面改性。
氫氧化鋁和氫氧化鎂等無(wú)機礦物阻燃劑一般需要50%～60%的添加量才能達到較好的阻燃效果，但這對聚合物性能的負面影響太大。
例如，當以氫氧化鎂阻燃PP時(shí)，為使材料達到UL 94 V-0阻燃級，如果不經(jīng)改性直接用量60%～70%，制品的力學(xué)性能會(huì )明顯惡化。如果加以表面改性，同樣添加高比例的氫氧化鎂，此時(shí)PP卻可以獲得良好的加工性能及物理機械性能。這正是礦物材料需要進(jìn)行改性的必要性。
參考資料：《阻燃礦物材料加工與應用》，作者：杜高翔、張澤朋、梅樂(lè )夫
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