Почему красный фосфор может быть огнезащитным?

Почему красный фосфор может быть огнезащитным?

Красный фосфор горюч, но в смоле процесс действия красного фосфора и других фосфорсодержащих добавок не является простым окислением.Фосфорсодержащие добавки работают преимущественно в конденсированной фазе.Механизм огнезащиты:

I. Когда смола горит, она соединяется с кислородом воздуха, образуя углекислый газ, воду и сажу (углерод).

КмХм О₂ → КО₂ Н2О С

II.Красный фосфор соединяется с кислородом и водой воздуха, образуя конденсированную фосфорную кислоту (полимер фосфорной кислоты).

ПО₂ H₂O → (HPOx)n конденсированная фосфорная кислота

III.Сажа (углерод), полученная на этапе I, смешивается с конденсированной фосфорной кислотой, полученной на этапе II, образуя тонкую пленку на поверхности пластика.

Эта пленка, известная как «уголь», удерживает кислород, поэтому пламя гаснет.

Механизм огнезащиты каждого антипирена на основе фосфора определяется структурой антипирена и продукта сгорания.

Огнезащитный механизм красного фосфора

Обычно считается, что огнезащитный механизм красного фосфора осуществляется в конденсированной фазе.Когда полимер, к которому добавлен огнезащитный состав на основе красного фосфора, горит, красный фосфор сначала окисляется с образованием фосфорной кислоты, а затем фосфорная кислота дополнительно дегидратируется с образованием метафосфорной кислоты и полиметафосфорной кислоты.

Поэтому на поверхности полимера образуется негорючая жидкая защитная пленка;при этом из-за сильной дегидратации метафосфорной кислоты и полиметафосфорной кислоты поверхность полимерного материала обезвоживается и карбонизуется с образованием плотного карбонизированного слоя.

С одной стороны, жидкая пленка и карбонизированный слой могут предотвращать выделение тепла и кислорода и в то же время эффективно предотвращать диффузию горючего газа, образующегося в результате высокотемпературного разложения полимера, тем самым подавляя горение материала и достигая назначение огнезащиты.

По сравнению с другими добавками фосфорных антипиренов красный фосфор имеет высокое содержание фосфора.Следовательно, для достижения той же марки антипирена количество добавляемого красного фосфора меньше, чем у других антипиренов, а полимерный антипирен с ним имеет лучшие физические и механические свойства.