| 隨著全球綠色戰(zhàn)略的日益深化，人們認(rèn)識(shí)到“從自然中來，到自然中去”是人與自然和諧共處的最佳方式，也是實(shí)現(xiàn)材料可持續(xù)發(fā)展的必然途徑。阻燃劑作為高分子材料安全使用的必要助劑也不例外，因此發(fā)展源于生物的阻燃劑也成了關(guān)注的焦點(diǎn)。然而天然的原材料往往具有許多缺點(diǎn)，如耐熱性差、阻燃效率低等，阻礙了其作為優(yōu)秀的阻燃劑使用。因此必須對(duì)其進(jìn)行合理的化學(xué)改性，賦予其優(yōu)良的熱分解性能，克服其作為阻燃劑存在的問題。
中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所精細(xì)磷化工團(tuán)隊(duì)根據(jù)膨脹型阻燃劑的作用機(jī)理，將核苷酸分子嵌入到三聚氰胺甲醛樹脂的結(jié)構(gòu)中，形成具有阻燃功能的微球;由于核苷酸本身的活性基團(tuán)被屏蔽，耐熱性得到改善，在膨脹阻燃聚丙烯(PP)中獲得了良好的阻燃效果，僅添加1wt%微球就可以使阻燃劑的用量減少30%以上。但是由于磷酸直接連著五碳糖，造成加工過程中極易催化炭化致使樣品變色，因此又通過將核苷酸成鹽，進(jìn)一步調(diào)控了其熱分解行為，使其在加工過程中穩(wěn)定，而在高溫下發(fā)揮阻燃作用。這一工作有助于推動(dòng)生物基元阻燃劑的制備和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Analytical and Applied Pyrolysis (2016,121:394-402), ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2017,5,2375-2383);申請(qǐng)專利3件(CN 2015109808051, CN201611014774.5，CN201611262420.2)。此項(xiàng)研究得到了寧波市科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的資助。
當(dāng)前，全球四大塑料阻燃劑市場(chǎng)分別為：美國(guó)、歐洲、日本以及其他亞太地區(qū)。在四個(gè)市場(chǎng)中，用量增長(zhǎng)最快的是亞洲其他國(guó)家地區(qū)。資料顯示，2006～2010年，全球塑料阻燃劑用量的年均增長(zhǎng)率為4.1%，而亞洲其他國(guó)家和地區(qū)年均增長(zhǎng)率為12.5%。據(jù)預(yù)測(cè)，2008～2014年，全球塑料阻燃劑用量的年平均增長(zhǎng)率可達(dá)4.9%，銷售額可達(dá)7%，即2014年全球塑料阻燃劑的用量及銷售額可分別達(dá)到2620及61億美元(折合人民幣400億元)。
由于國(guó)際下游產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)移，國(guó)內(nèi)塑料阻燃劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快。目前，中國(guó)塑料阻燃劑的用量為18萬(wàn)～22萬(wàn)噸/年。2007～2011年，中國(guó)塑料阻燃劑使用量年均增長(zhǎng)15%左右。據(jù)了解，目前市場(chǎng)上的塑料阻燃劑產(chǎn)品主要分為無機(jī)塑料阻燃劑和有機(jī)塑料阻燃劑兩類。其中，無機(jī)塑料阻燃劑以三氧化二銻、氫氧化鎂等阻燃體系組成;有機(jī)塑料阻燃劑包括溴系、氮系以及磷系化合物為代表的一些阻燃產(chǎn)品。值得注意的是，盡管我國(guó)塑料阻燃劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但國(guó)內(nèi)塑料阻燃劑產(chǎn)品的消費(fèi)結(jié)構(gòu)并不合理，表現(xiàn)在溴系塑料阻燃劑所占市場(chǎng)份額巨大。但2008～2010年，隨著國(guó)內(nèi)溴素價(jià)格的飛漲，溴系塑料阻燃劑被價(jià)格相對(duì)較低的無鹵塑料阻燃劑替代的趨勢(shì)不斷被強(qiáng)化，溴系塑料阻燃劑的市場(chǎng)呈現(xiàn)出一定的萎縮狀態(tài)。
目前，對(duì)于塑料阻燃劑影響較大的條約和法規(guī)主要有《斯德哥爾摩公約》和歐盟ROHS和REACH。其中已經(jīng)被《斯德哥爾摩公約》列入持久性有機(jī)污染物名單的塑料阻燃劑為十溴二苯醚和六溴環(huán)十二烷。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提升，開發(fā)低毒、低煙的環(huán)保型塑料阻燃劑將成為我國(guó)塑料阻燃劑產(chǎn)業(yè)的追求目標(biāo)。例如，阻燃聚苯乙烯泡沫至多達(dá)到B2阻燃標(biāo)準(zhǔn)，已在許多發(fā)達(dá)國(guó)家被禁止用作建筑外墻保溫材料。
因此，如果一旦國(guó)家確立建材保溫材料要達(dá)到B1阻燃標(biāo)準(zhǔn)，則市場(chǎng)上大量使用的溴系塑料阻燃劑EPS等將面臨退出，從而轉(zhuǎn)向使用磷系塑料阻燃劑的聚氨酯泡沫。 |
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