生物燃料的优点范文第1篇

关键词：高分子 材料阻燃技术 应用 发展

中图分类号：TQ31 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0198-02

高分子可燃材料具有优良的性能，其应用的范围也越来越广，特别是在建筑、交通、家具、电子电器等行业领域被大量使用，美化和方便了人们的环境和生活，获得了显著的经济效和社会效益，已逐渐代替传统材料。然而大多数该分子材料都易燃、可燃材料，在燃烧时热释放速率快、火焰传播速度快、发热量高、不易熄灭，还产生大量浓烟和有毒气体。随着高分子材料的广泛应用，其潜在的火灾危险性大大增加，因而如何提高高分子材料的阻燃性能，成为当前消防工作急需解决的一个问题。

1 高分子阻燃技术应用

1.1 高分子阻燃材料分类

关于阻燃高分子材料目前尚无明确分类，通常可按照获取阻燃性能的方式划分，可将其分为本质阻燃高分子材料和非本质阻燃材料两种。一种是材料本身具有阻燃性；另一种是通过加入添加阻燃剂获得阻燃性能。非本质阻燃材料可根据阻燃剂添加方式分为添加型阻燃高分子材料和反应型高分子材料。所谓添加型阻燃高分子材料，即在高聚物加工过程中，将阻燃剂以物理方式分散于基材中而赋予材料的阻燃性；反应型阻燃高分子材料的阻燃剂是在高聚物的合成中加入的，它作为一种单体参与反应，并结合到高聚物的主链或支链上，使高聚物含有阻燃成分[1]。

1.2 高分子阻燃技术

阻燃剂是用于提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。在现代化社会中，阻燃剂具有着诸多的类型，旨在能够为了切实满足不同环境下的防火需求，就其所包含的类型来看，主要可以分为以下3种。

第一种，是有机阻燃剂，主要用于针对有机物的燃烧预防，比如包括磷酸酯、卤系和纺织物等等，具有着耐久性的特点。

第二种为无机盐类阻燃剂，包括的产品主要有氯化铵、氢氧化铝等等材料，这种类型的阻燃剂具有着无烟、无毒与无害的优势，因此成为了目前应用领域最为广泛的一种阻燃剂。

第三种为有机和无机混合类型的阻燃剂，这种类型的阻燃剂通常被科学界认为是无机阻燃剂的升级版，拥有着和无机阻燃剂同等的优势，但相对来说具有着较高的成本，因此并未普及应用。而从不同阻燃剂的阻燃元素上看，又可以划分为几种，包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和硅系阻燃剂等，其各自有着相应的优势和缺点，但依然凭借着不同的特点被广泛应用于不同的防火领域当中[2]。

受到近些年科学技术飞速发展的影响，高分子材料的阻燃技术水平也获得了突破性的发展，包括阻燃剂微胶囊技术、交联与接枝改性等等，无论是何种新技术的应用，其作用原理都大体相一致，区别主要在于对人工合成技术的依赖程度有所不同，最明显的技术优势更是在于对传统材料阻燃之后所产生的有毒有害气体的转化，最具代表性的便是现代阻燃技术领域的纳米技术应用，不仅能够有效降低阻燃过程中各类反应对环境的污染，同时更凭借较高的技术水平全面提高了阻燃技术的安全性。

1.3 高分子材料燃烧及阻燃技术应用机理

高分子材料在空气中受热时，会分解生成挥发性可燃物，当可燃物浓度和体系温度足够高时，即可燃烧。所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程，涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应场及气相中的链式燃烧反应等一系列环节。当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解，且分解产生的可燃物达到一定浓度，同时体系被加热到点燃温度后，燃烧才能发生。而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时，高分子材料燃烧才能继续，否则将中止或熄灭。从高分子材料的燃烧机理可看出，阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。其中包括6个方面：提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。燃烧和阻燃都是十分复杂的过程，涉及很多影响和制约因素，将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的，一种阻燃体系往往是几种阻燃机理同时起作用[3]。

2 高分子材料阻燃技术的研发动向分析

2.1 高分子材料阻燃技术的现代化发展体现

在现代工业领域当中，阻燃材料凭借着自身所具有的阻燃优势，已经获得了越来越广泛的发展前景。传统的添加阻燃剂，在热量不断加升的同时，其有毒气体也将被释放出来，产生有毒气体将会严重危害心肺功能，因此，在传统阻燃剂中，也相应增加了磷酸酯等化学物质，以便于通过磷酸酯来提升材质的气体吸附能力，相比较来讲磷氮化合物拥有更加高等的吸附能力，正是由于添加型阻燃剂中存在以上不同的化学物质，因此，阻燃剂安全系数也将被提升。由此也就确定了磷系阻燃剂的地位。伴随着现代技术的发展各类阻燃产品均获得了良好的发展应用空间，各类阻燃产品的优势也开始越来越突出，由于阻燃材质中的阻燃性能受到影响，才最终达到阻燃的实际效果。相对来讲，阻燃技术也通过阻燃剂的化学功能，改变其传统的分子结构，以至于实现阻燃价值。因此，阻燃技术应具备一定的高分子材料脱水碳化功能，并在此基础上，吸收相关的有毒气体，当值在材料燃烧中，产生有毒气体，威胁相关人员的生命健康。对此应当进一步加大对现有阻燃剂的研发力度，并在科学技术的支撑作用下对现有的阻燃剂进行改善与功能领域的创新，使现有的阻燃剂能够具备传统的阻燃性能优势，还同时具有更多的现代化功能比如耐热、抗辐射等等[4]。

2.2 高分子阻燃材料的绿色发展趋势

高分子阻燃材料的绿色发展方向已经开始被充分重视，其是社会的现代化发展需要，阻燃剂在各个行业领域当中的应用量有着明显的增加，所有新材料与新产品的更新换代频率都在不断加速。而与此同时，人们的环保意识也在不断提升，因此，阻燃剂的技术发展方向也开始逐渐趋向于绿色化发展。尤其是近些年社会开始重点关注对可持续发展的建设，由此直接决定了阻燃剂的发展需要契合生态的关系。目前，国际当中已有一部分发达国家开始致力于从环保角度出发来限制对污染环境阻燃剂的生产与使用，该文认为，这样的现状本质上也是对人们生命财产安全负责的另一种形式。不可否认，中国作为生产制造大国，高分子产业的发展具有着显赫的地位，在国际阻燃材料飞速发展的大势所趋之下，消防部门同时出台了新的规定，旨在为阻燃材料的科学化更新提供明确的方向指引。在当前市场竞争激烈的形式下，阻燃技术的开发在外界的推动下有了技术上的提高。尤其是低毒低烟、无卤高效的环保阻燃剂更是起到了不可估量的作用。综上，不管是卤系阻燃剂还是无卤阻燃剂，其必然趋势都是向环保型无卤阻燃剂发展，发展方向都以低毒化、环保化、高效化、多功能化为主[5]。

3 高分子材料阻燃技术的优化改革动向

当前，对于阻燃技术的研究，我国还有待加强，在相关技术研发力度，以及自主研发等环节，相对于国外先机技术仍然存在较大的进步空间。但根据我国当前研发技术来讲，已经较传统技术提升了许多。近些年国家积极进行科研技术支持，在研究经费中，研究技术中，积极给予帮助，使得各项技术研发工作中逐渐扩大，研发力度也逐渐加深，在国家技术支持上，当前各项技术研发应用皆取得了良好的成绩，阻燃技术便是其中一项，在国家的扶持帮助下，阻燃技术应用价值逐渐得到挖掘，阻燃技术研发也渐渐深入到人们的视野之中。

由从传统阻燃技术当前的阻燃技术研发，期间经历中众多变迁，最早阻燃技术是由物理作用的帮助喜爱，实现对氧气的阻隔，最终达到阻燃的效果，当前新型阻燃技术的研发，使得性质阻燃上升至化学反应界面中，通过对材质化学分子的改变，使得可燃性材质逐渐具备阻燃技术，从融合阻燃逐渐转变成为无机阻燃，并在阻燃技术研发的过程中，更加注重了对有害有毒物质的处理，通过添加可吸附分子，将有毒有害物质进行吸附，在实现了阻燃技能的基础上，实现了无污染的目标。这种科技研发的成果符合了绿色发展以及可持续发展理念的要求。当前在阻燃技术研发中，微胶囊技术、纳米技术等其他技术的影响，使得可燃材料的阻燃效果大大得到提升，阻燃性能也随着阻燃效果不断变化。在阻燃技术应用中，复合型材料的应用也为阻燃技术提供了发展方向。

该文认为，在今后的发展中，随着阻燃技术的提升，阻燃性能的变化，必将使阻燃形态以及其他性能达到提高，并在科研技术的研发过程中，随着可持续发展理念的贯彻，坚信可燃材料阻燃技能将会更加环保。

4 结论

综上所述，通过对阻燃技术的研究可知，阻燃技术经历了从物理阻燃向化学阻燃技能的转变，在化学阻燃中高分子材料阻燃功能得到了有效的提升。随着阻燃技术研发的不断加深，我们坚信，阻燃材料的发展也会与之相适应，产品结构也会相应调整，我们必然会找到解决的办法，开发出符合人们需求的高分子阻燃材料。

参考文献

[1] 郭永吉.高分子材料阻燃技术的应用及发展探究[J].江西化工，2014（4）：208-209.

[2] 郭晓林，李娟，李莹.挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃技术现状与发展趋势[J].中国塑料，2014（12）：6-11.

[3] 高建卫.我国建筑保温技术进展及存在问题分析[J].材料导报，2013（S1）：276-280，284.

生物燃料的优点范文第2篇

一、中国生物质能源开发利用现状

20世纪70年代，国际上第一次石油危机使发达国家和贫油国家重视石油替代，开始大规模发展生物质能源。生物质能源是以农林等有机废弃物以及利用边际土地种植的能源植物为主要原料进行能源生产的一种新兴能源。生物质能源按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。中国生物质能源的发展一直是在“改善农村能源”的观念和框架下运作，较早地起步于农村户用沼气，以后在秸秆气化上部署了试点。近两年，生物质能源在中国受到越来越多的关注，生物质能源利用取得了很大的成绩。沼气工程建设初见成效。截至2005年底，全国共建成3764座大中型沼气池，形成了每年约3.4l亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废弃物和污水1.2亿吨，沼气利用量达到80亿立方米。到2006年底，建设农村户用沼气池的农户达2260万户，占总农户的9.2%，占适宜农户的15.3%，年产沼气87.0亿立方米，使7500多万农民受益，直接为农民增收约180亿元。生物质能源发电迈出了重要步伐，发电装机容量达到200万千瓦。液体生物质燃料生产取得明显进展，全国燃料乙醇生产能力达到：102万吨，已在河南等9个省的车用燃料中推广使用乙醇汽油。

（一）固体生物质燃料

固体生物质燃料分生物质直接燃烧或压缩成型燃料及生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。生物质燃烧技术是传统的能源转化形式，截止到2004年底，中国农村地区已累计推广省柴节煤炉灶1.89亿户，普及率达到70%以上。省柴节煤炉灶比普通炉灶的热效率提高一倍以上，极大缓解了农村能源短缺的局面。生物质成型燃料是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用，这种燃料可提高能源密度，但由于压缩技术环节的问题，成型燃料的压缩成本较高。目前，中国（清华大学、河南省能源研究所、北京美农达科技有限公司）和意大利（比萨大学）两国分别开发出生物质直接成型技术，降低了生物质成型燃料的成本，为生物质成型燃料的广泛应用奠定了基础。此外，中国生物质燃料发电也具有了一定的规模，主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省（区）共有小型发电机组300余台，总装机容量800兆瓦，云南也有一些甘蔗渣电厂。中国第一批农作物秸秆燃烧发电厂将在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设，装机容量分别为2×12兆瓦和25兆瓦，发电量分别为1.2亿千瓦时和1.56亿千瓦时，年消耗秸秆20万吨。

（二）气体生物质燃料

气体生物质燃料包括沼气、生物质气化制气等。中国沼气开发历史悠久，但大中型沼气工程发展较慢，还停留在几十年前的个体小厌氧消化池的水平，2004年，中国农户用沼气池年末累计1500万户，北方能源生态模式应用农户达43.42万户，南方能源生态模式应用农户达391.27万户，总产气量45.80亿立方米，相当于300多万吨标准煤。到2004年底，中国共建成2500座工业废水和畜禽粪便沼气池，总池容达到了88.29万立方米，形成了每年约1.84亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废物污水5801万吨，年发电量63万千瓦时，可向13.09万户供气。

在生物质气化技术开发方面，中国对农林业废弃物等生物质资源的气化技术的深入研究始于20世纪70年代末、80年代初。截至2006年底，中国生物质气化集中供气系统的秸秆气化站保有量539处，年产生物质燃气1.5亿立方米；年发电量160千瓦时稻壳气化发电系统已进入产业化阶段。

（三）液体生物质燃料

液体生物质燃料是指通过生物质资源生产的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。近年来，中国的生物质燃料发展取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。“十五”期间，在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂，总产能达到每年102万吨，现已在9个省（5个省全部，4个省的27个地（市））开展车用乙醇汽油销售。到2005年，这些地方除军队特需和国家特种储备外实现了车用乙醇汽油替代汽油。

但是，受粮食产量和生产成本制约，以粮食作物为原料生产生物质燃料大规模替代石油燃料时，也会产生如同当今面临的石油问题一样的原料短缺，因此，中国近期不再扩大以粮食为原料的燃料乙醇生产，转而开发非粮食原料乙醇生产技术。目前开发的以木薯为代表的非食用薯类、甜高粱、木质纤维素等为原料的生物质燃料，既不与粮油竞争，又能降低乙醇成本。广西是木薯的主要产地，种植面积和总产量均占全国总量的80%，2005年，木薯乙醇产量30万吨。从生产潜力看，目前，木薯是替代粮食生产乙醇最现实可行的原料，全国具有年产500万吨燃料乙醇的潜力。

此外，为了扩大生物质燃料来源，中国已自主开发了以甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术（称为甜高粱乙醇），目前，已经达到年产5000吨燃料乙醇的生产规模。国内已经在黑龙江、内蒙古、新疆、辽宁和山东等地，建立了甜高粱种植、甜高梁茎秆制取燃料乙醇的基地。生产1吨燃料乙醇所需原料－－甜高粱茎秆收购成本2000元，加上加工费，燃料乙醇生产成本低于3500元，吨。由于现阶段国家对燃料乙醇实行定点生产，这些甜高粱乙醇无法进入交通燃料市场，大多数掺入了低质白酒中。另外，中国也在开展纤维素制取燃料乙醇技术的研究开发，现已在安徽丰原生化股份有限公司等企业形成年产600吨的试验生产能力。目前，中国燃料乙醇使用量已居世界第三位。生物柴油是燃料乙醇以外的另一种液体生物质燃料。生物柴油的原料来源既可以是各种废弃或回收的动植物油，也可以是含油量高的油料植物，例如麻风树（学名小桐子）、黄连木等。中国生物柴油产业的发展率先在民营企业实现，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司等都建成了年生产能力l万～2万吨的生产装置，主要以餐饮业废油和皂化油下脚料为原料。此外，国外公司也进军中国，奥地利一家公司在山东威海市建设年生产能力25万吨的生物柴油厂，意大利一家公司在黑龙江佳木斯市建设年生产能力20万吨的生物柴油厂。预计中国生物柴油产量2010年前约可达每年100万吨。

二、中国生物质能源发展政策

为了确保生物质能源产业的稳步发展，中国政府出台了一系列法律法规和政策措施，积极推动了生物质能源的开发和利用。

（一）行业标准规范生产，法律法规提供保障

本世纪初，为解决大量库存粮积压带来的财政重负和发展石化替代能源，中国开始生产以陈化粮为主要原料的燃料乙醇。2001年，国家计划委员会了示范推行车用汽油中添加燃料乙醇的通告。随后，相关部委联合出台了试点方案与工作实施细则。2002年3月，国家经济贸易委员会等8部委联合制定颁布了《车用乙醇汽油使用试点方案》和《车用乙醇汽油使用试点工作实施细则》，明确试点范围和方式，并制定试点期间的财政、税收、价格等方面的相关方针政策和基本原则，对燃料乙醇的生产及使用实行优惠和补贴的财政及价格政策。在初步试点的基础上，2004年2月，国家发展和改革委员会等8部委联合《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》，在中国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。同时，为了规范燃料乙醇的生产，国家质量技术监督局于2001年4月和2004.年4月，分别GBl8350－2001《变性燃料乙醇》和GBl8351－2001《车用乙醇汽油》两个国家标准及新车用乙醇汽油强制性国家标准（GBl835l一2004）。在国家出台相关政策措施的同时，试点区域的省份均制定和颁布了地方性法规，地方各级政府机构依照有关规定，加强组织领导和协调，严格市场准入，加大市场监管力度，对中国生物质燃料乙醇产业发展和车用生物乙醇汽油推广使用起到了重大作用。

此外，国家相关的法律法规也为生物质能源的发展提供保障。2005年，《中华人民共和国可再生能源法》提出，“国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料、鼓励发展能源作物，将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系”。国家“十一五”规划纲要也提出，“加快开发生物质能源，支持发展秸秆、垃圾焚烧和垃圾填埋发电，建设一批秸秆发电站和林木质发电站，扩大生物质固体成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生产能力”。

（二）运用经济手段和财政扶持政策推动产业发展

除制定相应法律法规和标准外，2002年以来，中央财政也积极支持燃料乙醇的试点及推广工作，主要措施包括投入国债资金、实施税收优惠政策、建立并优化财政补贴机制等。一是投入国债资金4.8亿元用于河南、安徽、吉林3省燃料乙醇企业建设；二是对国家批准的黑龙江华润酒精有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽丰原生化股份有限公司4家试点单位，免征燃料乙醇5%的消费税，对生产燃料乙醇实现的增值税实行先征后返；三是在试点初期，对生产企业按保本微利的原则据实补贴，在扩大试点规模阶段，为促进企业降低生产成本，改为按照平均先进的原则定额补贴，补贴逐年递减。

为进一步推动生物质能源的稳步发展，2006年9月，财政部、国家发展和改革委员会、农业部、国家税务总局、国家林业局联合出台了《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》，在风险规避与补偿、原料基地补助、示范补助、税收减免等方面对于发展生物质能源和生物化工制定了具体的财税扶持政策。此外，自2006年1月1日《可再生能源法》正式生效后，酝酿中与之配套的各项行政法规和规章也开始陆续出台。财政部2006年10月4日出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，该办法对专项资金的扶持重点、申报及审批、财务管理、考核监督等方面做出全面规定。该《办法》规定：发展专项资金由国务院财政部门依法设立，发展专项资金的使用方式包括无偿资助和贷款贴息，通过中央财政预算安排。

三、中国生物质能源发展中存在的主要问题

尽管中国在生物质能源等可再生能源的开发利用方面取得了一些成效，但由于中国生物质能源发展还处于起步阶段，面临许多困难和问题，归纳起来主要有以下几个方面。

（一）原料资源短缺限制了生物质能源的大规模生产

由于粮食资源不足的制约，目前，以粮食为原料的生物质燃料生产已不具备再扩大规模的资源条件。今后，生物质燃料乙醇生产应转为以甜高粱、木薯、红薯等为原料，特别是以适宜在盐碱地、荒地等劣质地和气候干旱地区种植的甜高粱为主要原料。虽然中国有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以种植麻风树和黄连木等油料植物，但目前缺乏对这些土地利用的合理评价和科学规划。目前，虽然在西南地区已种植了一定数量的麻风树等油料植物，但不足以支撑生物柴油的规模化生产。因此，生物质燃料资源不落实是制约生物质燃料规模化发展的重要因素。

（二）还没有建立起完备的生物质能源工业体系，研究开发能力弱，技术产业化基础薄弱

虽然中国已实现以粮食为原料的燃料乙醇的产业化生产，但以其他能源作物为原料生产生物质燃料尚处于技术试验阶段，要实现大规模生产，还需要在生产工艺和产业组织等方面做大量工作。以废动植物油生产生物柴油的技术较为成熟，但发展潜力有限。后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的生产技术还处于研究阶段，一些相对成熟的技术尚缺乏标准体系和服务体系的保障，产业化程度低，大规模生物质能源生产产业化的格局尚未形成。

（三）生物燃油产品市场竞争力较弱

巴西以甘蔗生产燃料乙醇1980年每吨价格为849美元，1998年降到300美元以下。中国受原料来源、生产技术和产业组织等多方面因素的影响，燃料乙醇的生产成本比较高，目前，以陈化粮为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨3500元左右，以甜高粱、木薯等为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨4000元。按等效热值与汽油比较，汽油价格达到每升6元以上时，燃料乙醇才可能赢利。目前，国家每年对102万吨燃料乙醇的财政补贴约为15亿元，在目前的技术和市场条件下，扩大燃料乙醇生产需要大量的资金补贴。以甜高粱和麻风树等非粮食作物为原料的燃料乙醇和生物柴油的生产技术才刚刚开始产业化试点，产业化程度还很低，近期在成本方面的竞争力还比较弱。因此，生物质燃料成本和石油价格是制约生物质燃料发展的重要因素。

（四）政策和市场环境不完善，缺乏足够的经济鼓励政策和激励机制

生物质能源产业是具有环境效益的弱势产业。从国外的经验看，政府支持是生物质能源市场发育初期的原始动力。不论是发达国家还是发展中国家，生物质能源的发展均离不开政府的支持，例如投融资、税收、补贴、市场开拓等一系列的优惠政策。2000年以来，国家组织了燃料乙醇的试点生产和销售，建立了包括燃料乙醇的技术标准、生产基地、销售渠道、财政补贴和税收优惠等在内的政策体系，积累了生产和推广燃料乙醇的初步经验。但是，由于以粮食为原料的燃料乙醇发展潜力有限，为避免对粮食安全造成负面影响，国家对燃料乙醇的生产和销售采取了严格的管制。近年来，虽有许多企业和个人试图生产或销售燃料乙醇，但由于受到现行政策的限制，不能普遍享受到财政补贴，也难以进入汽油现有的销售渠道。对于生物柴油的生产，国家还没有制定相关的政策，特别是还没有生物柴油的国家标准，更没有生物柴油正常的销售渠道。此外，生物质资源的其它利用项目，例如燃烧发电、气化发电、规模化畜禽养殖场大中型沼气工程项目等，初始投资高，需要稳定的投融资渠道给予支持，并通过优惠的投融资政策降低成本。中国缺乏行之有效的投融资机制，在一定程度上制约了生物质资源的开发利用。

四、中国生物质能源未来的发展特点和趋势

（一）逐步改善现有的能源消费结构，降低石油的进口依存度

中国经济的高速发展，必须构筑在能源安全和有效供给的基础之上。目前，中国能源的基本状况是：资源短缺，消费结构单一，石油的进口依存度高，形势十分严峻。2004年，中国一次能源消费结构中，煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然气占2.6%，水电等占7.0%；一次能源生产总量中，煤炭占75.6%，石油占13.5%，天然气占3.O%，水电等占7.9%。这种能源结构导致对环境的严重污染和不可持续性。中国石油储量仅占世界总量的2%，消费量却是世界第二，且需求持续高速增长，1990年的消费量刚突破1亿吨，2000年达到2.3亿吨，2004年达到3.2亿吨。中国自1993年成为石油净进口国后，2005年进口原油及成品油约1.3亿吨，估计2010年将进口石油2.5亿吨，进口依存度将超过50%。进口依存度越高，能源安全度就越低。中国进口石油的80%来自中东，且需经马六甲海峡，受国际形势影响很大。

因此，今后在厉行能源节约和加强常规能源开发的同时，改变目前的能源消费结构，向能源多元化和可再生清洁能源时代过渡，已是大势所趋，而在众多的可再生能源和新能源中，生物质能源的规模化开发无疑是一项现实可行的选择。

（二）生物质产业的多功能性进一步推动农村经济发展

生物质产业是以农林产品及其加工生产的有机废弃物，以及利用边际土地种植的能源植物为原料进行生物能源和生物基产品生产的产业。中国是农业大国，生物质原料生产是农业生产的一部分，生物质能源的蕴藏量很大，每年可用总量折合约5亿吨标准煤，仅农业生产中每年产生的农作物秸秆，就折合1.5亿吨标准煤。中国有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约l亿公顷，可人工造林土地有311万公顷。按这些土地20%的利用率计算，每年约可生产10亿吨生物质，再加上木薯、甜高粱等能源作物，据专家测算，每年至少可生产燃料乙醇和生物柴油约5000万吨，农村可再生能源开发利用潜力巨大。生物基产品和生物能源产品不仅附加值高，而且市场容量几近无限，这为农民增收提供了一条重要的途径；生物质能源生产可以使有机废弃物和污染源无害化和资源化，从而有利于环保和资源的循环利用，可以显著改善农村能源的消费水平和质量，净化农村的生产和生活环境。生物质产业的这种多功能性使它在众多的可再生能源和新能源中脱颖而出和不可替代，这种多功能性对拥有8亿农村人口的中国和其他发展中国家具有特殊的重要性。

（三）净化环境，进一步为环境“减压”

随着中国经济的高速增长，以石化能源为主的能源消费量剧增，在过去的20多年里，中国能源消费总量增长了2.6倍，对环境的压力越来越大。2003年，中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨，居世界第二位。2025年前后，中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。2003年，中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨，居世界第一位，酸雨区已经占到国土面积的30%以上。中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均来自燃煤。预计到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。《京都议定书》已对发达国家分配了2012年前二氧化碳减排8%的指标，中国是《京都议定书》的签约国，承担此项任务只是时间早晚的问题。此外，农业生产和废弃物排放也对生态环境带来严重伤害。因此，发展生物质能源，以生物质燃料直接或成型燃烧发电替代煤炭以减少二氧化碳排放，以生物燃油替代石化燃油以减少碳氢化物、氮氧化物等对大气的污染，将对于改善能源结构、提高能源利用效率、减轻环境压力贡献巨大。

（四）技术逐步完善，产业化空间广阔

从生物质能源的发展前景看，第一，生物乙醇是可以大规模替代石化液体燃料的最现实选择；第二，对石油的替代，将由E85（在乙醇中添加15%的汽油）取代E10（汽油中添加10%的乙醇）；第三，FFVs（灵活燃料汽车）促进了生物燃油生产和对石化燃料的替代，生物燃油的发展带动了传统汽车产业的更新改造；第四，沼气将规模化生产，用于供热发电、（经纯化压缩）车用燃料或罐装管输；第五，生物质成型燃料的原料充足，技术成熟，投资少、见效快，可广泛用于替代中小锅炉用煤，热电联产（CHP）能效在90%以上，是生物质能源家族中的重要成员；第六，以木质纤维素生产的液体生物质燃料（Bff。）被认为是第二代生物质燃料，包括纤维素乙醇、气化后经费托合成生物柴油（FT柴油），以及经热裂解（TDP）或催化裂解（CDP）得到的生物柴油。此外，通过技术研发还将开拓新的资源空间。工程藻类的生物量巨大，如果能将现代生物技术和传统育种技术相结合，优化育种条件，就有可能实现大规模养殖高产油藻。一旦高产油藻开发成功并实现产业化，由藻类制取生物柴油的规模可以达到数千万吨。

据专家预测估计，到2010年，中国年生产生物燃油约为600万吨，其中，生物乙醇500万吨、生物柴油100万吨：到2020年，年生产生物燃油将达到1900万吨，其中，生物乙醇1000万吨，生物柴油900万吨。

生物燃料的优点范文第3篇

关键词：无卤阻燃剂；分类；特点；阻燃机理

伴随着科学技术的飞速发展，合成高分子材料例如塑料、橡胶、纤维等不断的出现。绝大多数高分子材料由碳、氢元素组成，极易燃烧，给人们的生产生活带来了极大的火灾隐患。因此，对高分子材料的阻燃性要求也随之突出，添加有效的阻燃剂，是目前比较普遍的方法。阻燃剂分为卤素阻燃剂和无卤阻燃剂两大类，由于传统的卤素阻燃剂对环境和人类具有极大的威胁，因此无卤阻燃剂将会是未来发展的大趋势。

无卤阻燃剂种类繁多，发展到现在，大致可分无机和有机阻燃剂两大类。按照包含阻燃元素种类划分，又可以分为镁- 铝系、磷系、氮系、磷-氮系、硅系、锑系、硼系、钼系以及可膨胀石墨等[1]。目前在工业上用量大的无卤阻燃剂主要是磷（膦）酸酯（包括含卤衍生物）、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁、红磷及三氧化二锑等。不同的无卤阻燃剂特点存在差异，本文按照含阻燃元素种类，对目前主要使用的无卤阻燃剂的化学特性及其阻燃机理综述如下：

1、镁-铝系阻燃剂

镁- 铝系阻燃剂主要包括氢氧化镁以及层状双氢氧化镁铝。

1.1 氢氧化镁

氢氧化镁阻燃剂是集阻燃、抑烟、填充三大功能于一身的阻燃剂，不会产生二次污染，占无机阻燃剂的80%以上，现正受到阻燃界的极大关注。氢氧化镁无毒、无腐蚀、稳定性好、高温下不产生有毒气体，且来源广泛，被认为是最具有发展前途的。它与氢氧化铝（ATH ） 相比， 热稳定性更高（分解温度为3 4 0 ℃左右， 约比A T H 高100℃） ， 可用于很多工程塑料； 吸热量比AT H 高约17 % ； 抑烟能力优于A T H ； 硬度低于A T H ， 有利于延长阻燃高聚物的使用寿命[2]。

氢氧化镁阻燃剂的阻燃机理为冷阱效应：受热时温度达到300℃分解吸热，能够降低火焰温度；分解过程释放出水蒸气，并且稀释可燃气体和洋气的浓度，抑制燃烧的继续；脱水过程生成的金属氧化物层具有极高的比表面积，可以覆盖在材料表面，起隔离作用，同时可吸收烟雾和可燃挥性发物，从而阻止燃烧。

氢氧化镁热分解温度比氢氧化铝高出140℃，可以使添加氢氧化镁的合成材料能承受更高的加工温度，同时亦有助于提高阻燃效率。氢氧化镁微粒直径细，对于设备的磨损相对要小，利于延长加工设备的使用寿命。正因为氢氧化镁比氢氧化铝具有更多优点，在当今社会中氢氧化镁的消耗量所占的比例越来越大。氢氧化镁与同类无机阻燃剂相比，具有更好的抑烟效果，在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放，且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体。

氢氧化镁作为阻燃剂单独使用时，用量一般在40%～60%，这严重影响了材料的机械性能。这样一来，如何均匀分散氢氧化镁成为加工过程中最为重要的问题。为了使氢氧化镁粒子的表面活性提高，改善其分散性，提高其与高分子材料相容性，改进阻燃效果以及抗冲击性能与热性能，对氢氧化镁进行表面改性，选择性能优良的表面改性剂，是氢氧化镁使用前的首要工作。另外，如何将氢氧化镁阻燃剂超细化，是除了对氢氧化镁进行表面处理之外的另一重要研究课题。

1.2 层装双氢氧化镁铝（LDH）

层状双氢氧化镁铝是一种最常见的， 且热稳定性较好的双氢氧化物。层状双氢氧化物（LDHs）因其层间含有可交换的阴离子，故又可称作阴离子粘土。作为一类重要的粘土矿物，它已经被广泛地应用于工业生产的各个领域，如阻燃剂、催化剂前驱体、医用抗酸药、紫外和红外吸收材料、催化剂载体、阻隔材料、杀菌材料、聚氯乙烯稳定剂、吸附剂、阴离子交换剂和固体离子电池等。

LDH 的阻燃机理：层状双氢氧化镁铝具有片层结构，并且层板上有羟基，层间有结晶水，正是由于这种特殊的结构和组成，其在受热分解时吸收大量热量，能降低燃烧体系的温度；分解释放出的水能稀释、阻隔可燃气体；分解后的产物为碱性多孔物质，比表面大，能吸附有害气体，特别是酸性气体；层片中存在的Zn、Mg 等离子是消烟的有效组分[3]。

当前社会有关于改性双氢氧化镁铝制备的层间距变化的报道还较少，对研究双氢氧化镁铝比较不方便。由此可见，这方面的研究不失为今后的方向。

2、磷系阻燃剂

磷系阻燃剂并不是一种新型阻燃剂，但它作为一种无卤系统，在阻燃领域内备受大家的青睐。磷系阻燃剂是阻燃剂中最重要的一种，2000年我国生产的阻燃剂40%是磷系阻燃剂。这类阻燃剂，按其性质可以大致分为无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。其别是有机磷系阻燃剂，占有重要地位。

2.1 无机磷系阻燃剂

无机磷系阻燃剂主要包括有红磷、聚磷酸铵和磷酸盐等。

磷酸盐系阻燃剂是主要包括磷酸氢二钠、磷酸锂、磷酸镁、磷酸钠、磷酸氢二铵以及磷酸锑等。磷酸氢二铵一般用于合成纤维以及橡胶、硬质和软质泡沫塑料、森林的防火、纸张、木材；而磷酸氢二钠一般用于纺织物、纸张和木材的阻燃；然而其他的如磷酸锂、磷酸钠、磷酸镁等也可以在某些场合用作阻燃剂。另根据有关资料显示，苯基磷酸盐以交联剂的形式与环氧树脂结合，经交联的环氧树脂可以直接加工，具有良好的阻燃效果。

聚磷酸铵通常简称为APP，被认为是一种性能良好的无机阻燃剂，是目前磷系阻燃剂比较活跃的研究领域。其外观呈白色粉末状，分解温度大于256℃，聚合度在10-20之间为水溶性，聚合度大于20的时候则难溶于水。APP比有机阻燃剂更廉价，毒性低，热稳定性好，可单独跟其他阻燃剂复合用于阻燃。APP的应用十分广泛，其中一个最重要的用途是作为酸源，与炭源以及气源并用，组成膨胀型阻燃体系。其他还可用于阻燃塑料、纤维、橡胶、纸张、木材，亦可用于森林、煤田的大面积灭火。

红磷是一种阻燃性能优良的无机阻燃剂，阻燃效率高，与其他阻燃剂相比，达到相同的阻燃级别所需添加量较少，因此对材料的物理、机械性能影响相对较小。但是，普通红磷有一大缺点，它容易吸潮氧化，并会在氧化过程中放出剧毒的磷化氢气体，且普通红磷与塑料相容性差，在塑料中难以分散。另外，红磷的颜色呈深红色，限制了其在高聚物中的利用。为了解决上述一些缺点，对红磷进行表面处理是研究的主要方向，其中微胶囊化是最有效的方法。红磷的阻燃机理是：受热分解，形成极强脱水性的偏磷酸，从而使燃烧的聚合物表面炭化，炭化层一方面可以减少可燃气体的放出，另一方面还有吸热作用。另外，红磷与氧形成的PO·自由基进入气相后，可捕捉大量的H·、HO·自由基。

2.2 有机磷系阻燃剂

有机磷系阻燃剂是与卤系阻燃剂并重的有机阻燃剂，是阻燃剂中最重要的一种，它品种多、用途广，具有阻燃和增塑的双重功效，可以使阻燃完全实现无卤化，改善塑料成型中的流动性，抑制燃烧后的残余物，产生的毒性气体和腐蚀性气体相比卤素阻燃剂要少很多，对环境保护来说相对有利。有机磷系阻燃剂能否成功地用于阻燃高聚物， 主要取决于它们自身的热稳定性，与高聚物的相容性、渗出性、加工性及对被阻燃基材一些关键性能的影响等诸多因素[4]。有机磷系阻燃剂主要有磷酸酯、膦酸酯、亚磷酸酯、杂环类等，适用于PP、PE 和其他聚烯烃塑料。另外，有机磷系阻燃剂主要通过凝聚相的机理起到阻燃作用。

磷系阻燃剂的阻燃机理与红磷相似。含磷化合物受热分解的产物有非常强的脱水作用，覆盖于基体材料表面，起到炭化作用，形成致密炭层，炭层起到良好的阻燃作用。因为磷酸酯类有机磷系阻燃剂与基体材料的相容性好，兼有阻燃与增塑双重功效，在有机磷系阻燃剂中应用最为广泛。但是有机磷系阻燃剂多为液体，具有挥发性大、流动性强、发烟量大、热稳定性较差等缺点，使其应用受到一定限制。为克服这些缺点，采用缩聚反应制得相对分子质量高的有机磷系阻燃剂，可以有效地降低其挥发性。

BDP和RDP是近年来开发出的新型无卤环保有机磷类阻燃剂。与传统有机磷阻燃剂相比，它们具有分子量大、热稳定性高、挥发性低以及阻燃效率高等特点。BDP在热稳定性及水解稳定性方面比RDP略为优越[5]，作为添加型阻燃剂，主要用于热塑性工程塑料如PC/ABS共混物、聚乙烯及泡沫聚氨酯中.表现出十分优异的阻燃效果[6]。

添加型阻燃剂是通过物理方式加入的，是目前最经济最具商业价值也是应用最多的阻燃方式，但是它存在以下问题：与聚合物相容性差、稳定性不好。另外，添加的量一般都较大，对高聚物的力学性能、电学性能、加工性能等影响较大，因此限制了其在一些高端产品上的应用。而通过含磷活性单体对聚合物的主链、侧链或固化剂分子的结构进行改性等途径把磷引入聚合物。很大程度上可以克服上述问题。

3、氮系阻燃剂

氮系阻燃剂的研究起步较晚，品种不多，主要为添加型，常用的氮系阻燃剂有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸（MCA）等。氮系阻燃剂作为一种新型高效的阻燃剂，近年来在国内外得到广泛研究和重视[7]。该类阻燃剂毒性低、阻燃效率高、耐热性能良好。通过对Al（OH）3、Mg（OH）2、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂等测表明，在点燃时间、放热速率两方面，氮系阻燃剂均优于其他阻燃剂。由于热分解温度较高，不必担心材料在加工时使阻燃剂分解而导致阻燃失效。此外，在含氮化合物分解时，产生的气体腐蚀性小，经过氮系阻燃剂处理的高分子材料发烟量低，表现出很好的抑烟效应。

氮系阻燃剂的阻燃作用表现为在达到分解温度时，产生CO2、NH3、N2及H2O 等气体。一方面，降低了空气中氧和高聚物受热分解时产生的可燃气体浓度，使得燃烧速率减慢。另一方面，生成的不燃性气体带走了一部分热量，降低了聚合物表面的温度，从而阻止燃烧。

三聚氰胺单独使用时阻燃效率不高，可用性不强，需要与其他阻燃剂复合使用，通过几种阻燃剂产生协同效应来提高阻燃效率。通常情况下，三聚氰胺与聚磷酸铵、季戊四醇复配使用。另外，美国和日本在20 世纪70 年代开发的氰尿酸三聚氰胺盐（MCA），是用三聚氰胺和氰尿酸反应制得的氮系阻燃剂。膦腈（phosphazene）是一类骨架由磷和氮原子交替排列的化合物.它们兼具无机物和有机物的优异性能，因而在阻燃领域具有广泛的应用范围和良好的应用前景[8]。

4、氮-磷系阻燃剂

作为膨胀型阻燃剂的研究热点，磷-氮系阻燃剂具有十分重要的地位。这类阻燃剂由于同时含有氮和磷两种元素，且不含卤素，不需采用氧化锑为协效剂，称之为磷-氮系阻燃剂。磷-氮系阻燃剂具有无卤、低烟、低毒、阻燃效率高等优点，当含有这类阻燃剂的聚合物受热时，表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟的作用，并防止产生熔滴现象，故具有良好的阻燃性能[9]。

膨胀型阻燃剂的阻燃机理： ①在较低温度下，由酸源放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机酸；②在稍高的温度下，无机酸与多元醇进行酯化反应，体系处于熔融状态；③反应过程中产生的水蒸汽和由气源产生的不燃气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡，与此同时，多元醇和酯脱水炭化，形成无机物及炭残余物，且体系进一步膨胀长发泡，最后形成多孔泡沫炭层。这层泡沫，具有优良的隔热、隔氧和抑烟的作用，具有良好的阻燃性能。

结语

曾经广泛使用的卤素阻燃剂对生产、生活和社会环境带来了太多负面的影响，随着社会的发展和人们对环保意识的增强，人们已经将无卤阻燃剂作为材料阻燃的主要研究方向。我国近年来在这方面做出了很大的努力，在无卤阻燃剂方面取得了飞速的发展，并将大多数的研究成果应用于生活和生产中，但是相比外国的无卤阻燃技术仍有不小的差距。随着我国高分子材料工业的发展以及人们对环保型阻燃剂重要性的认识。无卤阻燃剂的研究及应用将是我国阻燃材料领域中的一个热点。

参考文献

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[2]李少康.无机镁铝阻燃剂及其应用发展趋势浅析[J].无机盐工业，2003，35（3）：11～12.

[3]Chen X L， Yu J， He M， et al. Effects of zinc， borate and microcapsulated red phostohrus on mechanical properties and flame retardancy of polypropylene/magnesium hydroxide composites[J].J Polym Res 2009，16（4）：357～362.

[4]沈海军，田红品.有机磷系阻燃剂的研究进展及应用[J].甘肃石油和化工，2010，24（1）：4～8.

[5]Ueda E， Kasahara H， Matsubara K， et al. Flame-retardant resin composition： US， 6083428[J].2000-07-04.

[6]卢林刚，华菲，王会娅等.阻燃剂双酚-A双（磷酸二苯酯）的合成[J].精细化工中间体，2007，37（4）：59～62.

[7]田晋丽，李玲.新型含氮环氧树脂研究进展[J].中国胶粘剂，2009，18（2）：58～61.

生物燃料的优点范文第4篇

随着国内经济的高速发展，公路建设事业方兴未艾，各地大型沥青混凝土搅拌站日益增多，竞争日趋激烈。目前，国内大部分沥青混凝土搅拌站以燃烧柴油、重油为主，而柴油、重油价格居高不下， 直接造成生产成本加大，公路建设单位更是苦不堪言。此外，重油和柴油的硫、氮等元素含量较高，燃烧时产生二氧化硫及氮氧化物会造成一定程度的污染，且粘附力强，杂质也相对较多，一经污染，难以清除。天然气同柴油、重油相比，热值较高，燃烧充分稳定，有着更优良的燃烧特性，而且天然气的热量值单价上更为经济，燃烧效率高于重油，热量利用效率提高10～20%，比柴油便宜50%左右，而且其中不含有任何杂质，燃烧后无废渣、废水产生，降低了设备的故障率，可节约设备维修费用，从而大大降低生产成本。天然气的着火温度为657℃，密度、辛烷值、爆炸极限等技术指标都比重油和柴油优良，且比重轻、易升空，天然气容器的高压部件均符合国家《压力容器安全监察规程》要求，关键部件安全系数均在4以上，比使用重油和柴油更安全、可靠。

可见，对于大量的采用重油和柴油作为燃料的沥青搅拌厂来说，用优质、高效、安全、洁净的天然气取代重油和柴油作为工业燃料，是节能降耗、提高经济效益的有效途径，是减少环境污染，改善生存环境的最佳方案，是促进经济、资源与环境可持续发展的当务之急。

二.应用天然气的优势

天然气具有热值高、燃烧产物少、能够减少二氧化碳和粉尘排放量等特点，使用天然气作为沥青混凝土搅拌站加热燃料有以下优势：

（1）加快工程进度、保证工程质量。搅拌设备生产效率的高低在一定程度上取决于加热系统和燃料的热值。天然气热值高、洁净、无杂质，作为搅拌站加热燃料相对于粘度相当高、杂质含量多、流动性差的重油来说，无论是从搅拌站启动点火还是加大火力的速率均高于重油，所以搅拌站用天然气作为燃料比重油和柴油作为燃料在点火、火焰上升速率略高一筹，生产效率要比重油和柴油高一些。天然气作为加热燃料，它燃烧值高，残留物少，可以保持石料在加热过程中不被任何物质所污染，石料表面清洁，开口空隙全部张开，增加沥青与高温状态下的石料的吸附力，提高沥青混合料的搅拌质量，保证工程施工质量。

（2）减少机械设备故障率。天然气燃烧后没有任何残留物，搅拌设备在一级和二级除尘系统中，大量的粉尘经脉冲式除尘布袋排出，粉尘干燥、无杂质，干燥的粉尘与布袋没有吸附力，对布袋污染较小，减少对布袋的清洗次数和更换频数，除尘系统畅通无阻。

（3）对周围环境污染小。天然气燃烧充分，残留物少，二氧化碳和粉尘排水量几乎为零，对空气环境污染小。

（4）优点明显大于常用的柴油、重油，如表1所示。

从表1可以看出，天然气和柴油各项指标均优于重油，但柴油价格较高，增加成本，故选择天然气作为加热燃料是必然的。

三.经济效益分析

1.直接成本分析

榱烁好的推广应用天然气，现将天然气、柴油和重油的成本按目前的市场价格进行分析，具体数据如表2。

通过上表可知，选用天然气是最合适的，用天然气作为搅拌设备加热燃料的直接成本明显低于柴油和重油。

2.间接成本分析

实际生产活动中还会产生间接成本，燃油与燃气的间接成本对比见下表。

由上表可知，搅拌站使用重油和柴油燃料，经常出现无法点火或点火后燃烧中途熄火等现象，分别造成约55万元和45万元左右的损失。

使用重油和柴油对除尘布袋也有极大损害，烧重油的除尘布袋每10万吨须清洗一次，烧柴油的除尘布袋每12.5万吨清洗一次，清洗三次后须全部更换，每次清洗需2.4万元，全部更换需21万元，也就是说用重油生产40万吨混合料在布袋上需花费28.2万元，即每10万吨花费7.05万元，烧柴油则每10万吨花费5.64万元。而使用天然气对布袋影响很小，生产100万吨才需花费28万元，即每10万吨花费2.8万元。另外，使用柴油和重油每10万吨需要更换2个油泵，进口油泵每个价格约2.5万元，喷油嘴2套，每套价格1.8万元。此项可节约8万元左右。

综合以上分析，搅拌站燃烧器由烧重油改成烧天然气后，每生产10万吨拌和料直接成本和间接成本共可节省80万元左右；由烧柴油改为烧天然气后，每生产10万吨拌和料直接成本和间接成本共可节省270万左右。

生物燃料的优点范文第5篇

【关键词】环保；膨胀型阻燃剂；阻燃机理

前言

阻燃剂是能够保护材料不着火或使火焰难以蔓延的化学物质。在建筑、电气及日常生活中使用的木材、塑料和纺织品，大多数是易燃材料。为了预防火灾的发生，或者发生火灾以后阻止或延缓火灾的发展，往往用阻燃剂对易燃材料进行阻燃处理，使易燃材料变成难燃、不燃的材料；或仅碳化而不着火不发烟；或者虽碳化、着火和发烟，但燃烧难以扩展。近几年，我国的阻燃科学技术的研究和阻燃剂的开发利用已受到重视。

1膨胀型阻燃剂介绍

膨胀型阻燃剂（IntumescentFlameRetardant，IFR）具有高阻燃性；其聚合物无熔滴行为，对长时间或重复暴露在火焰中有极好的抵抗性；无卤，无氧化锑；低烟、低毒、无腐蚀性气体等优点，被誉为阻燃技术的一次革命。但由于加土困难、吸湿、用量大和价格等方而的原因，膨胀型阻燃剂的应用还相当有限。

2膨胀型阻燃体系组成、阻燃机理

2.1膨胀型阻燃体系组成

膨胀型阻燃体系主要包括以下三个组分①酸源：一般指无机酸或在加热时在原位生成酸的化合物。无机酸要求沸点高，而氧化性小太强。它必须能使含碳多元醇脱水，但在火发生之前不宜发生脱水反应。如磷酸、硫酸、硼酸、多聚磷酸及有机磷酸醋等：②炭源：它是形成泡沫炭层的基础，主要是一些含炭量高的多轻基化合物，如淀粉、季戊四醇、乙二醇及酚醛树脂等：③发泡源：它是受热放出惰性气体的化合物，常用的发泡源一般为含氮的尿素、双氰胺、聚酞胺、脉醛树脂及蜜胺类等。

2.2膨胀型阻燃体系阻燃机理

膨胀型阻燃剂在受热时，成炭剂在脱水剂作用下脱水成炭，炭化物在膨胀剂分解的气体作用下形成蓬松多孔封闭结构的炭层。该炭层为无定性炭结构，其实质是炭的微品，其本身不燃，并可阻止聚合物与热源间的热传导和氧气的扩散，降低聚合物的热解温度，还可以防止挥发性可燃组份的扩散。交联的炭层还可以有效地阻止聚合物燃烧产生的熔融滴落行为，从而达到了中断聚合物燃烧的目的。同时IFR可通过气相起到阻燃作用，如燃烧过程中产生的PO·自由基等，通过链中止反应，捕获高能量的HO·自由基；另外燃烧过程中产生的NH3，N2，H20等也能起到气相稀释的作用，降低可燃气体的浓度，从而有效地防止了火焰的传播。

从理论上讲，膨胀成炭的形成大约要经历以下几个步骤：首先酸源受热放出无机酸，多元醇酯化，反应生成的水蒸汽及一些不燃性气体使熔融体系发泡，进而脱水炭化，最终形成一层多微孔的炭层。

3IFR技术展望

3.1表面处理

为使材料既具有阻燃性又能使其机械性能达到实用标准，应对膨胀阻燃剂的粒度、粒度级配、粒度形状等物理参数进行研究，对IFR进行表面处理，以增加其与聚合物的亲和力，使膨胀型阻燃剂易于分散，在燃烧时形成覆盖于基材表面上的均匀致密的膨胀炭质层。这些表面处理剂就是偶联剂，常用的有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、含磷的钛酸盐等结构较为复杂的化合物。也可用结构简单的饱和或不饱和的脂肪酸盐来处理表面

3.2微胶囊化

采用微胶囊化技术对膨胀型阻燃剂进行包裹改性，可以提高膨胀型阻燃剂的防潮性，防止有效的阻燃成分在阻燃系统内的迁移和飘移，进一步改进IFR与基体的相容性，从而达到提高阻燃材料性能的目的。

3.3微细化

因阻燃剂颗粒太大而导致材料应力集中，同样会损害被阻燃材料的物理机械性能。20世纪后期出现的纳米技术与纳米材料已成为科学与技术领域的新热点。当膨胀型阻燃剂达到纳米级后，其颗粒具备了一些一般颗粒所没有的崭新性质：如颗粒有大的比表面积、高表面能、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，表现出高强度、抗热震、抗氧化、阻燃效果增长等特点。纳米技术与材料的紧密结合，将大大促进阻燃事业的发展，减少火灾，造福于人类。

3.4协同效应

对膨胀阻燃剂进行复配，可降低阻燃剂用量与生产成本，提高阻燃剂的阻燃性能，尽可能减小对材料物理机械性能的影响。为了使阻燃系统最优化，必须研究各成分之间的相互作用，提高增益作用，减小相互抵消的作用。除了配方上的研究以外，还必须研究这些组分的热解动力学过程，运用优化理论和方法，以获得最优化的IFR配方。

3.5阻燃剂的共聚与改性

除了上述几个主要技术方面外，研制“三位一体”的IFR是阻燃剂技术更为重要的发展方向。该IFR最突出的优点是有效地降低了吸潮性，耐候性好，还可以将IFR和单体接枝共聚，因此也解决了普通IFR与高分子之间的不相容问题。但由于该类大分子物质中各组分的配比固定，目前还未取得最佳配比下的IFR，有待进一步研究和完善。综上所述，目前高聚物IFR己形成多种类型系列化的产品，并且新品种的IFR不断出现，相关技术也在不断发展，阻燃剂向着多功能、环境友好的方向发展。

4结语

随着纤维、塑料、橡胶三大合成材料的广泛应用，阻燃剂得到迅速发展，并且出现了许多新的品种。但历经了有卤、无卤的争论后，为确保阻燃性能和适应环保的要求，化学膨胀型阻燃剂（IFR）应运而生，IFR在合成阶段，加工过程，火灾发生时，以及产品的回收处理过程中，对人身健康及环境所带来的影响和危害均较小，其受热和燃烧时形成具有隔热、隔氧的泡沫状炭层，起到阻燃作用，具有无卤、低烟、低毒、无腐蚀性气体释放等特点，符合可持续发展概念，且阻燃效果显著，价格低廉，因此最有可能成为含卤阻燃剂的替代品。

参考文献：

[1]LevchikS.V，WeilE.D.，Flameretardancyofthermoplasticpolyesters-areviewoftherecentliteraturePolyrnlnt.2005（1）.