聚氨酯泡沫塑料燃烧过程及其化学机理。 生产聚氨酯泡沫塑料的原料主要是有机异氰酸酯、有机多元醇化合物和助剂。有机异氰酸酯是指在分子结构中含有异氰酸酯基因(-NCO)的有机化合物。即R-(NCO)n,其中R为烷基,芳基、脂环基等,n为1、2、3?整数,如:甲基二异氢酸酯(TDI)的分子式为
多苯基多次甲基多异氰酸酯(PAPI)的结构式为 由于这种有机异氰酸酯含有较多的不饱和基因 -N=C=O,因此有机异氢酸酯是一种反应性极高的 化合物;有机多元醇化合物是指有机化合物中含有二个以上羟基(-OH)的化合物。作为聚氨酯原料,则要求多元醇化合物分子中羟基数大于2;助剂包括催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、耐燃剂、各种抗热、抗氧稳定剂及填料等。它们在配方中用量不大,但对聚氨酯的性能影响却很大。
聚氨酯泡沫塑料燃烧过程和一般高分子物质的燃烧过程相似,大体可分为五个阶段:热量积蓄、热分解或降解与挥发、着火、热传递、蔓延。→不可燃气体 泡沫塑料 + 热— →可燃气体 + 氧化剂=着火+火焰→残渣或炭 + 氧化剂,聚氨酯泡沫塑料与外来热源接触,使其热量增加。
由于聚氨酯塑料的热绝缘性比较好,这就容易使它的温度迅速升高,在达到分解温度时塑料发生分解或降解与挥发,产生可燃性气体。这些气体与空气中的氧气发生化学反应,达到比较激烈的程度,造成燃烧。燃烧过程中产生的热量传递给邻近的聚氨酯泡沫塑料,使之重复上面的过程,从而促使聚氨酯泡沫塑料分解,这样循环下去,直到泡沫塑料燃尽。
聚氨酯泡沫塑料燃烧不仅与燃烧条件(温度,空气供应量等)有关,而且聚氨酯泡沫塑料本身的结构不同,将会有不同的燃烧产物。对于硬质聚氨酯泡沫塑料,主要是由多元醇和多异氰酸酯反应而成,以氨基甲酸酯基为主体;而软质聚氨酯泡沫体,当采用水作为发泡剂时,在聚合物中存在有大量的脲基,
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