納米阻燃劑
納米阻燃劑是近年來(lái)阻燃技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),納米阻燃劑是由顆粒尺寸 1~100 nm 的超微阻燃粒子凝聚而成的塊體、薄膜、多層膜或纖維。
實(shí)驗(yàn)證明,由于納米阻燃劑超細(xì)的尺寸,各種類型的納米復(fù)合材料的性質(zhì)比其相應(yīng)的宏觀或微米級(jí)復(fù)合材料均有較大改善,材料的熱穩(wěn)定性和阻燃性能也有較大幅度提高通過(guò)將傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)材料超細(xì)化,利用納米微粒本身所具有的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)來(lái)增強(qiáng)界面作用,改變無(wú)機(jī)物和聚合物基體的相容性,達(dá)到提高阻燃性的目的。
由超細(xì)、表面改性多組分復(fù)合工藝制成的無(wú)鹵阻燃劑,添加量低,阻燃效率高,對(duì)人和環(huán)境造成的危害也大大降低,因而在未來(lái)的阻燃劑領(lǐng)域發(fā)展中將具有愈加重要的地位。
納米(nm),是nanometer譯名即為毫微米,是長(zhǎng)度的度量單位,國(guó)際單位制符號(hào)為nm。1納米=10的負(fù)9次方米,長(zhǎng)度單位如同厘米、分米和米一樣,是長(zhǎng)度的度量單位。1納米相當(dāng)于4倍原子大小,比單個(gè)細(xì)菌的長(zhǎng)度還要小的多。國(guó)際通用名稱為nanometer,簡(jiǎn)寫nm。
假設(shè)一根頭發(fā)的直徑是0.05毫米,把它軸向平均剖成5萬(wàn)根,每根的厚度大約就是1納米。也就是說(shuō),1納米就是0.000001毫米。納米科學(xué)與技術(shù),有時(shí)簡(jiǎn)稱為納米技術(shù),是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。
納米技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了與納米相關(guān)的很多新興學(xué)科。有納米醫(yī)學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)等。全世界的科學(xué)家都知道納米技術(shù)對(duì)科技發(fā)展的重要性,所以世界各國(guó)都不惜重金發(fā)展納米技術(shù),力圖搶占納米科技領(lǐng)域的戰(zhàn)略高地。我國(guó)于1991年召開(kāi)納米科技發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì),制定了發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)策。
十多年來(lái),我國(guó)納米材料和納米結(jié)構(gòu)研究取得了引人注目的成就。目前,我國(guó)在納米材料學(xué)領(lǐng)域取得的成就高過(guò)世界上任何一個(gè)國(guó)家,充分證明了我國(guó)在納米技術(shù)領(lǐng)域占有舉足輕重的地位。
阻燃劑TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯產(chǎn)品工藝
工業(yè)制法有三種:三氯氧磷與氯乙醇反應(yīng);三氯化磷與氯乙醇反應(yīng)再氧化;三氯氧磷與環(huán)氧乙烷反應(yīng)(工業(yè)常用方法)。
1、三氯氧磷和環(huán)氧乙烷以偏釩酸鈉為催化劑,在50℃反應(yīng),反應(yīng)物經(jīng)中和、水洗、真空脫水脫低沸物,即得成品。也可用氯乙醇做原料,與三氯氧磷或三氯化磷反應(yīng)來(lái)制造磷酸三(2-氯乙基)酯。
2、將326 kg三氯氧磷和1.0 kg偏釩酸鈉投入反應(yīng)釜中。充氮驅(qū)盡反應(yīng)釜中的空氣,在真空下通入650 kg環(huán)氧乙烷,于45~50 ℃下攪拌2~3h。蒸出過(guò)量的環(huán)氧乙烷后加堿中和至中性,水洗,真空脫水。得成品。
3.將三氯氧磷和偏磷酸鈉投入反應(yīng)釜中。充氮驅(qū)盡空氣,在真空下通入環(huán)氧乙烷,于45~50℃下攪拌2~3h。蒸出過(guò)量的環(huán)氧乙烷后加堿中和至中性,水洗,真空脫水得成品。
阻燃劑TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯用途:
1.阻燃劑TCEP具有極佳的阻燃性,優(yōu)良的抗低溫性及抗紫外線性,其蒸氣只能在225℃以上用明火直接點(diǎn)燃方可燃燒,但移走火源則即刻自熄。以本品為阻燃劑不但可提高被阻燃材料的材料級(jí)別,而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗靜電性。常用于阻燃以硝基纖維和醋酸纖維為基材的油漆涂料,不飽和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛樹(shù)脂等,也可用于軟質(zhì)聚氯乙烯的增塑阻燃劑。本品用于不飽和聚酯添加量為10%~20%,在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚為原料)中可為10%左右,在軟質(zhì)聚氯乙烯中用作輔助增塑阻燃劑時(shí)為5%~10%。阻燃劑、鈾、釷、钚、锝等稀有金屬的分離溶劑或萃取劑。
2.本品廣泛用于化纖織物、醋酸纖維素作阻燃劑,除具有自熄性外,還可改善耐水性、耐寒性及抗靜電性。一般用量5~10份。本品為合成材料的優(yōu)良阻燃劑,兼具有良好的增型作用,廣泛用于醋酸纖維素、硝基纖維清漆、乙基纖維素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛樹(shù)脂等,所制得的產(chǎn)品除具有自熄性外,還可改善制品的物理性能,制品手感柔軟,也可稱為石油添加劑和稀有元素的萃取劑,并且還是阻燃橡膠輸送帶的主要阻燃材料,一般添加量為5%~10%。
3.用作添加型鹵代磷酸酯類阻燃劑和增塑劑。分子中同時(shí)含磷和氯,阻燃效果顯著,不易揮發(fā)及水解,對(duì)紫外線穩(wěn)定性好。適用于酚醛樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纖維素涂料的阻燃劑、聚氯乙烯阻燃性增塑劑、金屬萃取劑、汽油添加劑及聚酰亞胺加工助劑等。能夠改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗靜電性。參考用量5%~20%.
納米效應(yīng)就是指納米材料具有傳統(tǒng)材料所不具備的奇異或反常的物理、化學(xué)特性,如原本導(dǎo)電的銅到某一納米級(jí)界限就不導(dǎo)電,原來(lái)絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級(jí)界限時(shí)開(kāi)始導(dǎo)電。這是由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點(diǎn),以及其特有的三大效應(yīng):表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。
對(duì)于固體粉末或纖維,當(dāng)其有一維尺寸小于100nm,即達(dá)到納米尺寸,即可稱為所謂納米材料,對(duì)于理想球狀顆粒,當(dāng)比表面積大于60㎡/g時(shí),其直徑將小于100nm,達(dá)到納米尺寸。
現(xiàn)時(shí)很多材料的微觀尺度多以納米為單位,如大部份半導(dǎo)體制程標(biāo)準(zhǔn)皆是以納米表示。直至2017年2月,最新的中央處理器,也叫做(CPU,Central Processing Unit)的制程是14nm。
納米技術(shù)與微電子技術(shù)的主要區(qū)別是:
納米技術(shù)研究的是以控制單個(gè)原子、分子來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的功能,是利用電子的波動(dòng)性來(lái)工作的;而微電子技術(shù)則主要通過(guò)控制電子群體來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能,是利用電子的粒子性來(lái)工作的。人們研究和開(kāi)發(fā)納米技術(shù)的目的,就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)微觀世界的有效控制。
納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科,研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。1993年,國(guó)際納米科技指導(dǎo)委員會(huì)將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計(jì)量學(xué)等6個(gè)分支學(xué)科。其中,納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ),而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。
納米科技是90年代初迅速發(fā)展起來(lái)的新興科技,其最終目標(biāo)是人類按照自己的意識(shí)直接操縱單個(gè)原子、分子,制造出具有特定功能的產(chǎn)品。
納米科技以空前的分辨率為我們揭示了一個(gè)可見(jiàn)的原子、分子世界。這表明,人類正越來(lái)越向微觀世界深入,人們認(rèn)識(shí)、改造微觀世界的水平提高了前所未有的高度。有資料顯示,2010年,納米技術(shù)將成為僅次于芯片制造的第二大產(chǎn)業(yè)。
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