防火阻燃包装纸技术研究

早期的研究认为，纸（纸板）在燃烧时，火焰前的纸面热解而产生气体，由于空气和这些气体运动作用的结果，火焰沿着纸面运动、扩散、蔓延，同时纸面被加热到热解温度。但是近年来的研究证明，燃烧时，纸面热解而产生的气体是在火焰的下面。由于气体扩散，使火焰蔓延出热解区，同时由于相中的热传导而把邻近的纸面加热到热解温度，这就是纸（纸箱）的燃烧原理。阻燃性是指材料在接触火源时燃烧速度很慢，离开火源时能很快停止燃烧并自行熄灭。 　　由纸（纸板）的燃烧机理可以看出，要赋予纸（纸板）以防火阻燃性，必须从以下三方面入手：隔离纸面和火焰，阻止火焰在纸面燃烧、蔓延；降低或消耗燃烧环境中的氧，窒息火焰；降低燃烧区温度或采用耐火纤维，阻止纸面热解。上述目的一般都是通过加入化学药品来实现。我们把这种纸张具有阻燃功能的化学药品称为阻燃剂。比较常用的阻燃元素有卤素、磷、硼、氮、铝等。阻燃剂一般通过下面几种途径达到阻燃目的。 　　吸热效应：阻燃剂具有吸热功能。利用阻燃在受热时发生分解反应（此过程一般为吸热反应），通过阻燃剂吸收热量以及热分解产生不燃性挥发物的汽热化，使纸及纸制品在受热情况下温度难以升高而阻止聚合物热降解的发生，起到阻燃作用。 　　隔离效应：阻燃剂燃烧时能在纸制品表面形成一层隔离层，起到阻止热传递、降低可燃性气体释放量和隔绝氧气的作用。 　　稀释效应：阻燃剂在燃烧温度下分解产生大量不燃性气体，如水、二氧化碳、氨气等。这些不燃性气体将可燃性气体浓度稀释到可燃浓度范围以下，以阻止燃烧的发生。 　　抑制效应：高聚物的燃烧主要是OH自由基连锁反应，此类物质具有与OH自由基反复反应生成H2O的能力，结果抑制了产生自由基的连锁反应。 　　如用NaHCO3溶液、K2CO3溶液、N2S2O6·2H2O溶液浸渍纸（纸板）而赋予其防火性，其过火燃烧时发生如下反应： 　　2NaHCO3→H2O↑＋2Na＋2CO2↑ 　　K2CO3→CO2↑＋K2O 　　N2S2O6→N2S4O4＋H2O↑→SO2↑ 　　释放出水汽、CO2、SO2、等不能燃烧的气体，可以达到室息火焰的作用；如在纸（纸板）中添加硼砂、硼酸、水玻璃等物质。这些物质在高温下并在纸（纸板）中燃烧时形成玻璃状保护层，从而隔离纸面与火焰，阻止火焰在纸面燃烧、蔓延；如在纸（纸板）中添加铵盐分解释放出不能燃烧的氮气（NH3），并伴有吸热作用，从而达到窒息火焰、降低燃烧区及周围空气温度的目的。赋予纸（纸板）以防火阻燃性的方法和技术的手段还有很多，而对于纸制包装品的防火阻燃则尚无成熟技术。如果采用防火纸板生产纸制包装品，当然能达到阻燃的目的。但一般包装纸板采用防火纸板，在经济效益方面不可取。采用普通包装纸板赋予纸制包装品防火阻燃性，最方便有效的方法是在胶粘剂中添加阻燃剂。现在已知的阻燃剂有很多种，除前面提到的以外，还有盐、水溶性基复盐、霞石（NaOAL2O3SO2）、气态氮、卤素衍生物、净化等。在众多的阻燃剂中，阻燃剂既能赋予纸制包装品以防火阻燃性，又能适合纸制包装业的生产要求。 信息来源于：中国纸业网
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