阻燃材料中的烛芯效应

一个弹性体产品的阻燃测试：分别是添加玻璃纤维组分和未添加玻璃纤维的阻燃性能相比较，你很可能会认为是添加玻璃纤维的阻燃性能好，因为玻璃纤维本身是不燃物，起到一定阻燃剂的作用……

然而事实确是添加了玻纤的产品往往更不耐燃，原因就是玻纤具有“灯芯效应”！

烛芯效应顾名思义就是像蜡烛燃烧时需要烛芯才能燃烧一样。蜡烛被点燃时，由于烛芯的存在，产生导流作用，被融化的液体顺着烛芯流向温度高的方向，而烛芯的顶端靠近火焰，温度最高，使液体进而气化燃烧，燃烧发出的热量又促使液体继续向上输送气化燃烧，形成循环。

首先无论是可燃的固体还是液体，燃烧需要三个必不可少的条件：可燃物，氧气，温度。只有这三个条件符合材料可能燃烧，在这里，又分为不燃：燃料不足或温度不够；闪燃：一定温度，充足燃料，有引火源；自燃：高温，充足燃料。需要指出的是，可燃物不是我们简单的定义。理解可燃物，需要从材料的分解来分析，可燃烧的材料除了本身是单分子（如甲醇、乙醇)，其它都和聚合物类似（木材，纤维等），在高温下，高分子量的聚合物会断裂分解产生低分子量的碎片，低分子量碎片再与氧气作用，生成OH,H等自由基参与燃烧，对于单分子也是如此。那么为什么聚合物中，玻纤的作用对燃烧有促进作用，可认为，聚合物表面受热熔融分解，玻纤类似一个导管，聚合物熔融分解的液体沿着玻纤向火源或温度高场移动，在玻纤顶端，熔融部分进而在分解成燃烧所需要的可燃物后，在一定温度下，达到燃烧的目的，一旦燃烧后，玻纤的吸管效应就更明显。燃烧提供热量，热量导致聚合物分解产生燃料，燃料维持燃烧，构成循环。而如果没有烛芯类的条件，聚合物在整个面上要燃烧，要困难的多。

尼龙6增强阻燃必须闯过“烛芯效应”这一关卡，因为尼龙6增强比纯尼龙6还易燃，发热量大，且燃烧时产生火焰滴落，引发更大范围的燃烧，大大限制了它在阻燃要求更高领域的应用。

长玻纤增强PA6复合材料中，长玻纤对燃烧有促进作用。长玻纤类似于一个导管，PA6表面受热熔融分解的液体沿着玻纤向火源或温度高的方向移动，在玻纤顶端，熔融部分进而分解成燃烧所需要的可燃物后，在一定温度下达到燃烧的目的。一旦燃烧后，玻纤的导管效应就更明显。如果没有类似玻纤这样起到烛芯作用的材料存在，树脂基体整个表面要想燃烧就要困难得多。除此之外还与PA6熔体较低得粘度和PA6熔体能浸润玻纤表面有关。

很多材料里面所加入的玻纤同样具有相似作用，虽然材料本身不易燃烧，由于受到玻纤的影响，使局部高温，产生燃点，继而形成大面积燃烧，有效预防此类燃烧的方法就是将玻纤进行处理，使其作用效果降低，或者添加硅灰石针状粉可以有效降低灯芯效应。