阻燃劑的分類 : 阻燃劑種類繁多，可分為無機阻燃劑和有機阻燃劑。 無機阻燃劑無機阻燃劑分解溫度高，除了有阻燃效果外，還有抑制發(fā)煙和氯化氫生成的作用，目前國外工業(yè)發(fā)達國家無機阻燃劑消費量遠遠高于有機阻燃劑。主要使用的品種有A1(OH)3,Mg(OH)2、紅磷、三氧化二梯等。Al(OH)3是集阻燃、抑煙、填充三大功能于一身的阻燃劑，無毒、無腐蝕、穩(wěn)定性好、高溫下不產(chǎn)生有毒氣體，且價格低廉，來源廣泛。Mg(OH):在340～490℃之間分解。熱穩(wěn)定性好，具有良好的阻燃及消煙效果，特別適宜于加工溫度較高的聚烯烴塑料。Al ( OH)3和Mg(OH) 2兩者復(fù)合使用能相互補充，其阻燃性能比單獨使用效果要好。有機阻燃劑有機阻燃劑有三大類，其特點各異。具代表性的阻燃劑是CI系、Br系、P系及A1(OH)3,Mg(OH)2等。 1,2,1 C1系阻燃劑以含氯量較高的氯化石蠟為主，其成分主要是氯蠟一52和氯蠟一40。目前C1系阻燃劑正朝著無污染、高純度、高熱穩(wěn)定性、高含氯量方向發(fā)展，其代表產(chǎn)品是氯蠟一70，國外已經(jīng)使用的全氯環(huán)戊癸烷和反應(yīng)型氯系阻燃劑氯菌酸，國內(nèi)尚無工業(yè)化產(chǎn)品1,2.2 Br系阻燃劑大多在200～00℃下分解，分解時通過捕捉高分子材料降解反應(yīng)生成的自由基，延緩或終止燃燒的鏈反應(yīng)，釋放出的HBr是一種難燃氣體，可以覆蓋在材料的表面，起到阻隔表面可燃氣體的作用。Br系阻燃劑的適用范圍廣泛，是目前世界上產(chǎn)量最大的有機阻燃劑之一，主要產(chǎn)品有十嗅二苯醚、四嗅雙酚A、五嗅甲苯和六嗅環(huán)十二烷等。1.2.3 P系阻燃劑也是一種阻燃性能良好的阻燃劑，在全球阻燃劑非鹵化動向的驅(qū)使下，國外對此進行了大量的研究。有機P系阻燃劑主要產(chǎn)品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯醋、丁苯系磷酸醋等。磷酸醋類的特點是具有阻燃與增塑雙重功能。含P無機阻燃劑主要產(chǎn)品有紅磷阻燃劑、磷酸錢鹽、聚磷酸按等。紅磷的阻燃效果比磷酸醋類的阻燃效果更好。其用量也在增加。含P無機阻燃劑因其熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)。不產(chǎn)生腐蝕性氣體、效果持久、毒性低等優(yōu)點而獲得廣泛的應(yīng)用。 阻燃劑受熱時分解出不燃氣體，將可燃物分解出來的可燃氣體的濃度沖淡到燃燒下限以下。同時也對燃燒區(qū)內(nèi)的氧濃度具有稀釋的作用，阻止燃燒的繼續(xù)進行，達到阻燃的作用。阻燃劑的阻燃機理 阻燃劑是通過若干機理發(fā)揮其阻燃作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃氣體的窒息作用等。多數(shù)阻燃劑是通過若干機理共同作用達到阻燃目的。 吸熱作用任何燃燒在較短的時間所放出的熱量是有限的，如果能在較短的時間吸收火源所放出的一部分熱量，那么火焰溫度就會降低，輻射到燃燒表面和作用于將已經(jīng)氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會減少，燃燒反應(yīng)就會得到一定程度的抑制。在高溫條件下，阻燃劑發(fā)生了強烈的吸熱反應(yīng)，吸收燃燒放出的部分熱量，降低可燃物表面的溫度，有效地抑制可燃性氣體的生成，阻止燃燒的蔓延。A1(OH)3阻燃劑的阻燃機理就是通過提高聚合物的熱容，使其在達到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。這類阻燃劑充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸汽時大量吸熱的特性，提高其自身的阻燃能力。 覆蓋作用在可燃材料中加人阻燃劑后，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層，隔絕O2，具有隔熱、隔氧、阻止可燃氣體向外逸出的作用，從而達到阻燃目的。如有機阻磷類阻燃劑受熱時能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解，另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進人氣相參與燃燒過程。 抑制鏈反應(yīng)根據(jù)燃燒的鏈反應(yīng)理論，維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區(qū)，捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑，它的蒸發(fā)溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當聚合物受熱分解時，阻燃劑也同時揮發(fā)出來。此時含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時處于氣相燃燒區(qū)，鹵素便能夠捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。 不燃氣體窒息作用 阻燃劑的發(fā)展方向阻燃劑作為一個新興的工業(yè)，具有很好的發(fā)展前景。

研究開發(fā)環(huán)保型阻燃劑，降低材料燃燒時的煙量及有毒氣體量，成為近年來阻燃領(lǐng)域中的重點研究課題之一。 1.有機鹵系阻燃劑有機鹵系阻燃劑中，Br系阻燃劑以其阻燃效果好、添加量少等優(yōu)點受到人們的青睞，在有機阻燃劑中占有重要地位。相比之下，C1系阻燃劑和鹵化系阻燃劑使用量呈下降趨勢。Br類阻燃劑主要研究發(fā)展方向是:開發(fā)揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性好的阻燃增效劑;開發(fā)能與熱塑性塑料反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的阻燃劑，使其發(fā)揮阻燃作用的同時，還能改善塑料的機械性能;開發(fā)性能獨特、毒性低、揮發(fā)性低的高澳含量的阻燃劑。2.有機磷系阻燃劑有機磷系阻燃劑是一種阻燃性能較好的阻燃劑，它具有阻燃增塑雙重功能，并可代替鹵化系阻燃劑，具有一定的發(fā)展前景。近年來，研究人員針對阻燃劑的缺點研究開發(fā)的膨脹型阻燃劑，其活性成分之一為P。含膨脹型阻燃劑的高聚物熱裂或燃燒時，表面形成一層膨脹炭層，具有阻燃(炭的極限氧指數(shù)達60%),隔熱、隔氧功能，且生煙量少，也不易形成有毒氣體和腐蝕性氣體，有效地克服了有機磷系阻燃劑的缺點。 3.無機阻燃劑無機阻燃劑的主要缺點是在高分子材料中添加量大(一般在50%以上)，易導(dǎo)致材料的加工性能和物理性能下降。研究表明，阻燃劑粒徑大小直接影響它所填充材料制品的性能，當添加量一定時，粒徑減小，制品的機械、物理性能指標提高，氧指數(shù)上升，熔滴現(xiàn)象大大減輕，粒徑大小對其性能有很大的影響。因此，粒子的超細化已成為無機阻燃劑的主要發(fā)展趨勢之一。 無機阻燃劑是親水性物質(zhì)，而高分子材料基體是親油性，兩者互不相容，從而限制了無機阻燃劑的填充量，降低了其分散性。因此，無機阻燃劑在添加之前，必須先經(jīng)過表面改性，改性效果的差異對分散性能有很大影響，影響到材料的性能。當前改性的方法主要是采用偶聯(lián)劑(硅烷、欽酸醋、硬脂酸等)進行表面改性。探索更好、更可行的粒子表面改性方法是無機阻燃劑發(fā)展的另一個重要趨勢，能使無機阻燃劑有更好的發(fā)展前景。 4.開發(fā)新型低毒低煙、無污染的阻燃劑21世紀應(yīng)著力于開發(fā)新型低毒低煙、無污染的阻燃劑。從環(huán)保的角度考慮，國外許多國家已經(jīng)限制了對環(huán)境有污染的阻燃劑的生產(chǎn)和使用。歐洲已經(jīng)開始限制含鹵阻燃劑的銷售，日本禁止使用使電纜燃燒時產(chǎn)生酸性氣體的阻燃劑，美國已制定了采用低鹵電纜包覆層的規(guī)定。不久的未來，含鹵阻燃休系將會被無鹵阻燃休系替代。經(jīng)過研究人員的不斷努力，不斷研制開發(fā)出一些新型的阻燃劑，適應(yīng)市場對阻燃劑的需求。 4.1膨脹型阻燃劑膨脹型阻燃劑是近年來受國際高度關(guān)注的新型復(fù)合阻燃系統(tǒng)，因其獨特的阻燃機制和無鹵、低煙、低毒的特性，符合了當今保護生態(tài)環(huán)境的時代要求。毫無疑問，這一類型的阻燃劑是阻燃劑無鹵化的重要途徑。膨脹阻燃體系主要包括三個要素:①酸源-一般指無機酸或能在燃燒加熱時原位生成酸的鹽類;②碳源-一般指多碳的多元醇化合物;③發(fā)泡源一含氮的多碳化合物。盡管這一體系早就被用作防火涂料，但是人們在近幾年內(nèi)才認識到其膨脹特性。其作用機理是膨脹型阻燃劑在受熱時于材料表面形成致密的多孔泡沫碳層，該泡沫碳層既可阻止內(nèi)層高聚物的進一步降解及可燃物向表面的釋放，又可阻止熱源向高聚物的傳遞以及隔絕氧源，從而能有效的阻止火焰的蔓延和傳播，達到阻燃的效果。這一技術(shù)基本克服了許多傳統(tǒng)阻燃劑存在的缺點，被譽為阻燃技術(shù)的一次革命，受到了阻燃界的一致推崇，是今后阻燃材料發(fā)展的主流。 4.2納米級阻燃劑納米技術(shù)是近年來倍受人們關(guān)注的一門新興科學技術(shù)。它是發(fā)展信息技術(shù)和解決環(huán)保等各種社會和經(jīng)濟問題所必須的基礎(chǔ)技術(shù)之一。納米材料技術(shù)以其高技術(shù)含量、高產(chǎn)品品質(zhì)的特點而倍受國內(nèi)外矚目。現(xiàn)在所用的無機阻燃劑顆粒一般在微米級，阻燃填充量大，阻燃效率不高，如果阻燃劑的顆粒為納米級，阻燃劑的填充量將會大大減少，阻燃效率將會加倍提高。納米材料具有小尺寸效應(yīng);表面與界面效應(yīng)(隨納米尺寸的減小，比表面積急劇增大，表面原子數(shù)及比例迅速增大);量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等特性。納米阻燃聚合物將有機聚合物的柔韌性好、密度低、易于加工等優(yōu)點與無機填料的強度和硬度較高、耐熱性較好、不易變形高度結(jié)合，顯示了強大的生命力。