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從下游應(yīng)用來看,我國阻燃劑在塑料行業(yè)的使用比重在65%-70%,而根據(jù)塑料制品業(yè)規(guī)劃目標(biāo),“十二五”末塑料制品產(chǎn)量達(dá)到約10000萬噸,在2010年基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)再翻一番的目標(biāo)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國阻燃劑行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測分析報告前瞻》分析,按阻燃劑塑料占塑料制品的20%和阻燃劑使用比例3%計(jì)算,預(yù)計(jì)“十二五”末我國塑料制品用阻燃劑市場規(guī)模將達(dá)60萬噸,阻燃劑整體市場規(guī)模達(dá)90萬噸左右。
從市場發(fā)展趨勢來看,2007-2011年我國阻燃劑年復(fù)合增長率達(dá)22%,個別年份的增長率更是高達(dá)40%以上;預(yù)計(jì)2012-2016年均增速保持在15%-20%之間,到2015年阻燃劑市場規(guī)模在85萬噸以上。
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纖維是否可以變軟和/或熔化(由表3中的物理轉(zhuǎn)化溫度所界定)決定著它是否具有熱塑性。熱塑性因其相關(guān)的物理變化,可嚴(yán)重影響阻燃劑的行為。傳統(tǒng)的熱塑性纖維(例如,聚酰胺、聚酯和聚丙烯)一收縮即可離開點(diǎn)燃火焰,從而避免被點(diǎn)燃:這使它們表面上顯現(xiàn)出阻燃性。事實(shí)上,如果收縮受阻,它們便會猛烈燃燒。這種所謂的支架效應(yīng)可在聚酯-棉以及類似的混紡織物上看到,即熔融聚合物熔化到非熱塑性棉上并被點(diǎn)燃。類似的效應(yīng)也可在由熱塑性和非熱塑性成分組成的復(fù)合紡織品上看到。
隨著上述效應(yīng)而來的是熔滴(通常是有焰熔滴)問題,這種滴淌雖可移除焰鋒的熱并促使火焰熄滅(因而可以'通過'垂直火焰試驗(yàn)),但卻能使位于其下的表面(如地毯或皮膚)發(fā)生燃燒或二次點(diǎn)燃。
多數(shù)在批量生產(chǎn)期間或作為整理劑施用于傳統(tǒng)合成纖維上的阻燃劑通常都是通過增強(qiáng)熔融滴淌和/或促助有焰熔滴熄滅兩種方式發(fā)揮作用的。迄今為止,任何手段都不能降低熱塑性并大量促進(jìn)成炭,經(jīng)阻燃處理的纖維素(包括粘膠纖維)的情況就是如此。
5.3 阻燃機(jī)理和成炭
按(d)和/或(e)方式在氣相起作用的阻燃劑都具有下述優(yōu)點(diǎn),即它們會減小引燃傾向并有助于紡織品成纖聚合物的火焰熄滅。這是因?yàn)橐坏峤到猱a(chǎn)生的揮發(fā)產(chǎn)物或燃料在火焰中與氧發(fā)生氧化反應(yīng),其化學(xué)性質(zhì)就會變得非常類似。因此,像斷絕氧氣((e)方式)或生成干擾自由基((f)方式)這兩種方式無疑都能阻燃劑的效果。
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在無機(jī)阻燃劑的應(yīng)用中,陰離子型層狀功能材料作為阻燃劑的發(fā)展迅速。它是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的無機(jī)化合物M2+為二價離子,一般為鎂,M3+為三價金屬離子,An-為陰離子。這種材料簡稱為水滑石(LDHs)。由于水滑石特的層狀結(jié)構(gòu)及層板組成和層間陰離子的可調(diào)變性,使其作為無機(jī)功能材料在催化、離子交換、吸附、醫(yī)藥等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。作為無鹵高抑煙阻燃劑,水滑石可廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料等領(lǐng)域。中國鎂質(zhì)陰離子層狀功能材料的發(fā)展起步于20世紀(jì)90年代后期,雖然發(fā)展歷史較短,但發(fā)展迅速。1999年,北京化工大學(xué)與宜興助劑化工廠合作,在江蘇宜興建成了500t/a的水滑石的生產(chǎn)線,成為國內(nèi)家水滑石的生產(chǎn)廠,并形成了自主知識產(chǎn)權(quán)的全套生產(chǎn)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,2000年,依托中國優(yōu)勢的海洋化工鹵水資源,在大連建立了1000t/a水滑石的生產(chǎn)線,為進(jìn)一步建設(shè)更大規(guī)模的生產(chǎn)裝置奠定了基礎(chǔ)。從中國鎂資源的現(xiàn)狀及新型阻燃劑市場的迫切需求和潛力,不難判斷中國鎂質(zhì)陰離子層狀功能材料快速發(fā)展的時機(jī)已經(jīng)成熟。今后5年內(nèi),中國鎂質(zhì)陰離子層狀功能材料作為溴系阻燃劑的替代品將進(jìn)入發(fā)展的高峰期。
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