塑料燃烧成烟常有黑烟白烟之别。黑烟指在缺氧条件下燃烧气体产物中悬浮的固体颗粒;白烟是指蒸气凝结物等悬浮在空气中的微小粒子。由相关科研数据可知,Al(OH)3和Mg(OH)2对软质PVC都有一定的消烟作用,但Mg(OH)2较 Al(OH)3的消烟作用更好一些。单一使用Al(OH)3不能使软PVC的SDR达到用做电缆料的标准 (SDR应≤75) ,与 Mg(OH)2复合后使SDR明显下降并达到标准。虽然Mg(OH)2单独使用消烟效果较好,但使材料的拉伸强度下降较多,而且,从阻燃性能上考虑 Mg(OH)2不如Al(OH)3好。产生黑烟的机理最有代表性的是碳碳双键的缩聚机理,即可燃性气体因聚合而生成芳香族或多环高分子化合物,进而缩聚石墨化生成炭粒子。PVC燃烧中脱氯化氢,生成共轭双键的不饱和烃,接着碳链断裂环化生成石墨化炭粒子。白烟的主要成分是燃烧生成的氯化氢、一氧化碳、二氧化碳等气体及吸附的水蒸汽。
Al(OH)3和Mg(OH)2的消烟作用,一方面是由于在受热过程中生成的氧化铝和氧化镁有较大的表面积,能吸附烟核和烟粒,达到消烟作用。另一方面,氢氧化铝抑制烟的生成,是由于在固相中,它促进了炭化过程,取代了烟灰形成过程的缘故。一般来说,它的消烟作用大概也是和它在燃烧过程中的脱水吸热有关。因为在凝聚相中,热的消散会减少热解而有利于交联反应的发生。氢氧化镁在高温下脱水,并吸收大量的热,使放热速率减慢。同时它使聚合物表面生成较紧密的炭层,降低了烟中的碳微粒。使发烟量有所下降。另外Al(OH)3和Mg(OH)2还可吸收燃烧生成的酸性气体氯化氢,进一步使 SDR下降。
Al(OH)3和Mg(OH)2复配使用可作为软PVC材料较理想的阻燃消烟剂。硅烷类偶联剂A151和钛酸酯类偶联剂NDZ-311是Al(OH)3和Mg(OH)2阻燃软 PVC材料较理想的偶联剂。用偶联剂改性处理后的Al(OH)3和Mg(OH)2阻燃消烟剂,可广泛应用于无卤阻燃聚氯乙烯电缆的制备。此种电缆料具有优良的阻燃和消烟性能,良好的加工性能,价格便宜且无毒,因此,具有十分广阔的市场前景和较高的应用价值。