Warum kann roter Phosphor flammhemmend sein?

Warum kann roter Phosphor flammhemmend sein?

Roter Phosphor ist brennbar, aber im Harz ist der Wirkungsprozess von rotem Phosphor und anderen phosphorhaltigen Zusatzstoffen keine einfache Oxidation.Die phosphorhaltigen Zusätze wirken hauptsächlich in der kondensierten Phase.Der flammhemmende Mechanismus ist:

I. Wenn das Harz verbrennt, verbindet es sich mit dem Sauerstoff der Luft und erzeugt Kohlendioxid, Wasser und Ruß (Kohlenstoff).

CmHm O₂ → CO₂ H2O C

II.Roter Phosphor verbindet sich mit Sauerstoff und Wasser in der Luft und erzeugt kondensierte Phosphorsäure (ein Polymer aus Phosphorsäure).

PO₂ H₂O → (HPOx)n kondensierte Phosphorsäure

III.Der in Schritt I erzeugte Ruß (Kohlenstoff) vermischt sich mit der in Schritt II erzeugten kondensierten Phosphorsäure und bildet einen dünnen Film auf der Oberfläche des Kunststoffs.

Dieser als „Kohle“ bekannte Film hält den Sauerstoff fern, so dass die Flamme erlischt.

Der Flammschutzmechanismus jedes phosphorbasierten Flammschutzmittels wird durch die Struktur des Flammschutzmittels und des Verbrennungsprodukts bestimmt.

Flammhemmender Mechanismus von rotem Phosphor

Es wird allgemein angenommen, dass der Flammschutzmechanismus von rotem Phosphor in der kondensierten Phase erfolgt.Wenn das mit dem Flammschutzmittel aus rotem Phosphor versetzte Polymer verbrannt wird, wird der rote Phosphor zunächst oxidiert, um Phosphorsäure zu erzeugen, und dann wird die Phosphorsäure weiter dehydratisiert, um Metaphosphorsäure und Polymetaphosphorsäure zu erzeugen.

Daher bildet sich auf der Oberfläche des Polymers ein nicht brennbarer flüssiger Schutzfilm;Gleichzeitig wird aufgrund der starken Dehydratisierung von Metaphosphorsäure und Polymetaphosphorsäure die Oberfläche des Polymermaterials dehydriert und karbonisiert, um eine dichte karbonisierte Schicht zu bilden.

Einerseits können der Flüssigkeitsfilm und die karbonisierte Schicht Hitze und Sauerstoff verhindern und gleichzeitig die Diffusion von brennbarem Gas, das durch die Hochtemperaturzersetzung des Polymers erzeugt wird, wirksam verhindern, wodurch die Verbrennung des Materials gehemmt und das erreicht wird Zweck des Flammschutzmittels.

Im Vergleich zu anderen additiven Phosphor-Flammschutzmitteln weist roter Phosphor einen hohen Phosphorgehalt auf.Um den gleichen Flammschutzgrad zu erreichen, ist daher die Menge an zugesetztem rotem Phosphor geringer als bei anderen Flammschutzmitteln, und das damit verbundene Polymer-Flammschutzmittel weist bessere physikalische und mechanische Eigenschaften auf.