阻燃机理

吸热作用: 某些热容量高的阻燃剂在高温下发生相变、脱水或脱卤化氢等吸热分解反应，降低了纤维材料表面和火焰区的温度，减慢热裂解反应的速度，抑制可燃性气体的生成。如三水合氧化铝分解时可释放出3个分子水，转变为气相需要消耗大量的脱水热。

阻燃作用的机理有物理的、化学的及二者结合作用等多种形式。

气体稀释作用: 阻燃剂吸热分解后释放出不燃性气体，如氮气、二氧化碳、氨、二氧化硫等，这些气体稀释了可燃性气体，或使燃烧过程供氧不足。另外，不燃性气体还有散热降温作用。

通过阻燃剂的作用，在凝聚相改变纤维大分子链的热裂解历程，促进发生脱水、缩合、环化、交联等反应，增加炭化残渣，减少可燃性气体的产生。

在纤维大分子中引入芳环或芳杂环，增加大分子链间的密集度和内聚力，提高纤维的耐热性;或通过大分子链交联环化，与金属离子形成络合物等方法来改变纤维分子结构，提高炭化程度，抑制热裂解，减少可燃性气体的产生。

覆盖层作用:阻燃剂受热后，在纤维材料表面熔融形成玻璃状覆盖层，成为凝聚相和火焰之间的一个屏障，这样既可隔绝氧气，阻止可燃性气体的扩散，又可阻挡热传导和热辐射，减少反馈给纤维材料的热量，从而抑制热裂解和燃烧反应。

熔滴作用: 在阻燃剂的作用下，纤维材料发生解聚，熔融温度降低，增加了熔点和着火点之间的温差，使纤维材料在裂解之前软化、收缩、熔融，成为熔融液滴滴落，大部分热量被带走，从而中断了热反馈到纤维材料上的过程，最终中断了燃烧，使火焰自熄。涤纶纤维的阻燃大多是以此方式实现的。

硼酸盐的阻燃作用主要来自以下几个方面：

1）能形成玻璃态无机膨胀涂层；

2）能促进成炭；

3）能阻碍挥发性可燃物的逸出；

4）能在高温下脱水，具有吸热、发泡及冲稀可燃物的功效。水合硼酸锌的阻燃机理是：当温度高于300 ℃时，硼酸锌热分解，释放出结晶水，起到吸热冷却作用和稀释空气中氧气的作用。另一方面，在高温下硼酸锌分解生成B2O3（若材料中含有氯或溴时还生成ZnX2，ZnOX。X为Cl或Br），附着在聚合物的表面上形成一层覆盖层，此覆盖层可抑制可燃性气体产生，也可阻止氧化反应和热分解作用。此外，在含卤材料中，燃烧时还产生BX3，BX3与气相中的水作用生成HX，在火焰中有卤素原子游离基生成，该游离基能阻止羟基游离基的链反应，从而起到阻燃作用。

本试验的反应原理是催化脱水论,主要是改变纤维的热裂解过程,其阻燃机理是,阻燃剂在高温下分解成磷酸,导致棉纤维素分子链在断裂前产生强烈脱水反应(C6H10O5)n→6nC 5nH2O,纤维分解炭化并产生水分,甚至发生某些交联作用,阻止左旋葡萄糖的生成,抑制可燃气体产生,使挥发性液体大大减少,固体碳量大大增加,同时经阻燃整理的织物裂解温度降低,裂解时间缩短,产物中可燃性气体(CO、C2H4、C2H6)减小,不燃性气体(CO2等)增加。

阻燃剂CP与六羟甲基三聚氰胺树脂等其他助剂配制成整理工作液,采用一般轧→烘→焙工艺技术,使阻燃剂分子中的羟甲基与纤维素纤维中的羟基反应形成酯,以共价键牢固结合,因此具有较高的耐洗性,又因其属单官能团,所以整理后的织物强力损失小。