煤矿井下用聚合物阻燃抗静电检测分析

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摘要：静电广泛地存在于自然界和日常生活之中，如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就舍有100500个带电粒子；自然界的雷电；干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上，这一切都是比较常见的静电现象。实际上，静电在实际操作中有着重要的应用，特剐是实际的煤矿井的操作，过量的静电都会产生巨大的爆炸。本文将讨论煤矿井下用聚合物阻燃抗静电会产生的影响以及静电检测的分析。

关键词：静电　聚合物　静电检测

一、阻燃机理、阻燃剂间的协效作用

1.1　阻燃机理

聚合物的燃烧是一个复杂的物理、化学过程，燃烧过程属氧化裂解自由基连锁反应：聚合物在空气中燃烧会发生剧烈的氧化反应，裂解产生大量的羟基自由基(HO・)；羟基自由基与大分子反应，产生大分子自由基和水，在氧存在下又产生羟基自由基。由聚合物的燃烧过程可知，要达到阻燃的目的，就必须破坏由可燃物的材料、氧气和热构成的燃烧循环，阻燃剂的作用就是改变塑料及制品的着火反应过程。阻燃剂按使用方法可分为添加型和反应型；按组分可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂.阻燃剂的作用原理有：

(1)吸热作用：加入后降低塑料表面的温度，抑制可燃性气体的生成；

(2)覆盖作用：加入后，阻燃剂受热后在塑料表面形成覆盖层，隔绝氧气；

(3)稀释作用：受热后分解释放不燃性气体，稀释可燃性气体，降低可燃性气体浓度；

(4)碳化作用：在燃烧条件下产生强烈脱水性物质，使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物，从而阻止火焰蔓延.此外，还有熔滴作用，即提高热裂解温度。降低燃烧热以及凝聚相阻燃、气相阻燃、微粒的表面效应阻燃等.在一个阻燃体系中，往往不只包含一种阻燃作用.

1.2　阻燃剂之间的协效作用

(1)磷、氮协效作用在氮原子存在下，有利于磷系阻燃剂分解成聚磷酸，它形成的粘流层有绝热、隔绝空气的效果；含氮组分和磷酸结合。在火焰中有吹涨作用，可使塑料膨化形成碳焦；氮与磷形成磷酸铵，生成PN键抑制了易燃物的形成.

(2)磷卤协效作用磷在凝聚相抑制了裂解反应，卤素在气相抑制了燃烧，二者并用，提高了阻燃效果；氯化石蜡70与含磷化合物能产生协效作用，使它的阻燃显得特别有效.

(3)卤锑协效作用锑的氯化物是卤素阻燃剂的优良协效剂，因为三卤化锑的生成是强烈的吸热反应；三卤化锑沸点高，蒸汽比重大，在气相中的液态和固态的Sb203微粒可降低燃烧速度，抑制燃烧反应。

二、聚合物阻燃抗静电检测分析

(1)抗静电剂、阻燃剂与聚合物的相容性

阻燃剂、抗静电剂在聚合物中的作用效果与其在塑料树脂的相容性有很大关系，相容性好，则可以起到预期的作用；相容性不好，则相当于在树脂中加入了杂质，会影响到树脂的其他性能，也起不到预期的阻燃抗静电作用。所加添加剂必须能长期稳定、均匀地存在于树脂中，对于无机添加剂来说要求无机物要细小，分散性好，这样才可以与树脂很好地配伍；对于有机添加剂，则要求有较相似的结构，这样才可使添加剂与树脂有较好的相容性，否则在长期的使用过程中添加荆会从树脂中析出(喷霜或渗出)。阻燃剂、抗静电剂与塑料树脂有较好的相容性除了对阻燃抗静电有较好效果外。还会有较好耐久性，经长时间洗涤而不会破坏其阻燃抗静电性能，这对阻燃抗静电塑料有更大的积极意义。

(2)阻燃剂的分解温度要适合塑料加工需要

阻燃剂的分解温度要适合，热稳定性能太强，不适用于作阻燃剂，热稳定性弱，又会在塑料加工时分解.产生气体污染，使产品变色，同时失去阻燃效果，要有较低的熔点和一定的分解温度.

三、聚合物阻燃抗静电检测方法

1、阻燃性能：

一般都采用酒精喷灯来测试产品的阻燃性能，根据产品的不同，测试的方法也不尽相同。其中酒精喷灯燃烧时间是表征产品阻燃性能重要的技术指标。所谓的有焰燃烧，就是有明火的燃烧。所谓的无焰燃烧，就是火星。不同的产品标准对有焰燃烧、无焰燃烧时间一般都有明确的规定。所谓阻燃，其实就是指物体在燃烧条件下不容易燃烧.或者在撤离火源后能够自熄的性能。几乎所有的橡胶、塑料、化纤都是容易着火的物质，必须添加各种阻燃材料来达到一定的阻燃效果。

2、抗静电性能：

一般都采用表面电阻测试仪器来测试产品的表面电阻，并用表面电阻来表征产品的抗静电性能。不同的产品测试的方法不尽相同。使用表面电阻来表征产品的抗静电性能，一般都将给定表面电阻的上限值。表面电阻高，使得非金属材料表面容易积聚静电荷。可能产生放电现象，从而给煤炭安全生产带来隐患。

由于有许多种类的橡胶、塑料材料本身是电的不良导体，表面电阻非常高，容易在摩擦的情况下表面积聚电荷产生静电，所以对此类材料必须使用抗静电材料来降低其表面电阻。

3、滚筒摩擦实验：

此项实验主要用来检测输送带在输送机运转过程中出现堵转故障时，是否胶带可能产生火星或者燃烧、滚筒表面温度过高引发燃烧等问题，从而给煤炭安全生产带来隐患。

此项实验，一般用于检测矿用输送带产品。不同的矿用输送带产品的技术要求和实验方法不尽相同。

四、总　结

塑料阻燃抗静电技术研究主要集中在以下几个方面：

(1)塑料的阻燃机理主要是吸热作用、覆盖作用、稀释作用和炭化作用等；

(2)阻燃剂成分的选择原则应是少量多品种，符合协作用原理；

(3)阻燃剂的发展方向是无毒、无公害、无污染、高效的安全阻燃剂；

(4)抗静电的发展方向是具有耐久性抗静电的高分子抗静电剂和复合型导电高分子材料或导电高分子合金。