二茂铁是pvc有效的抑烟剂之一,它是首先被用来研究对PVC抑烟作用机理的抑烟刺o IAWSOn于1976年研究发现:_二茂铁能促使PVC的成炭量增加,但是成炭量的增加和烟释放量的减少并没有明显的关系。他认为二菠铁的抑烟作用是促使PV(:更早地热降解和交联的结果o Iecomte等人通过用烟数据和T()~Ⅸ:联用也研究了二茂铁对PVC的抑烟机理,发现PV(:热降解生成苯的最与PV(’在500℃以上燃烧放出的烟量之间有较好的线性关系,认为二茂铁(或其与HC,I反应生成的Fe(飞)使
得PVC分子间发生交联,因此降低了苯的生成量。
随后科研人员研究了‘逍渡金属化合物(如Cu、Mo和Fe的化合物等)对PV(’的抑烟作用o I3.F.(oodrich公司的Kroenke等在1981年发表了一篇论述文章,阐述厂上百种金属化合物对PVC抑烟效果的影响,说明过渡金属化合物是最有效的抑烟刺,同时它们又是良好的阻燃剂,一些过渡金属化合物的混合物对PVC的抑烟具有协同作用:聚氯乙烯抑烟的共性特征。
研究发现,过渡金属化合物对PVC,的抑烟作用有如下共同
16 聚氯乙烯(PVC)的抑烟与阻燃的规律:
(1)n,(:燃烧时生成烟量明显减少,成炭量增加。
(2)过渡金属氧化物促使PV(’在较低的温度下热降解脱去H("l,并且加快了脱HCl的速度。
(3)过渡金属氧化物使PVC的热降解挥发物中芳香族产物的生成量,特别是苯的生成量,明显减少。
由此可见,有效的抑烟剂是通过改变PVC热降解途径,从影响挥发物的种类和组成而起抑烟作用的。目前关于过渡金属氧化物或化合物对PV(:分子水平的抑烟机理主要有两种不问的
理论。
路易斯酸机理(Lewis acid mechanism)
这~机理是由Bcll实验室的Edelson和Starnes等人提出的。该机理以L.ewis酸理论为基础.Lewis酸能催化顺式双键舁构化成反式双键o Starnes等人通过模型化合物细致地研究了M003
对模型化合物的作用,结果表明Mc)0:可有效地使模型化合物发生异构化。他们认为在PVC脱H(:l的过程中M003(或其他M。Oy)作为异构化Lewis酸催化剂,有利于反式多烯结构的生成。而反式多烯无法进行分子内环化而形成苯,见反应式(I -17)和(l-18).从而使PVC在燃烧时产生的烟减少。