阻燃劑
凡是能降低塑料起燃的容易程度和火焰?zhèn)鞑妓俾实?a href="http://www.dmasks.com/suliao/zhuji.html" target="_blank">助劑都稱為阻燃劑。阻燃劑大多是周期表中第V、Ⅶ和Ⅲ族元素的化合物。如第V族的氮、磷、銻、秘的化合物，第Ⅶ族的氯，溴的化合物和第Ⅲ族的硼、鋁的化合物。此外硅和鉬的化合物也可作為阻燃劑使用。但其中最常用的和最重要的是磷、溴、氯、銻和鋁的化合物。
阻燃劑的類型
阻燃劑目前主要有有機(jī)和無機(jī)，鹵素和非鹵。有機(jī)是以溴系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無機(jī)主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系。
在非鹵素阻燃劑中紅磷是一種較好的阻燃劑，具有添加量少、阻燃效率高、低煙、低毒、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn);紅磷與氫氧化鋁、膨脹性石墨等無機(jī)阻燃劑復(fù)配使用，制成復(fù)合型磷/鎂;磷/鋁;磷/石墨等非鹵阻燃劑，可使用阻燃劑量大幅降低，從而改善塑料制品的加工性能和物理機(jī)械性能。但普通紅磷在空氣中易氧化、吸濕，容易引起粉塵爆炸，運(yùn)輸困難，與高分子材料相溶性差等缺陷，應(yīng)用范圍受到了限制。為彌補(bǔ)這方面不足，以擴(kuò)大紅磷應(yīng)用范圍，我們采用了國(guó)外先進(jìn)的微膠囊包覆工藝，使之成為微膠囊化紅磷。微膠囊化紅磷除克服了紅磷固有的弊端外，并具有高效，低煙，在加工中不產(chǎn)生有毒氣體，其分散性、物理、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及阻燃性能均有提高和改善。
阻燃劑的作用機(jī)理
阻燃劑的作用機(jī)理目前尚無定論，但其基本功能是排除燃燒三要素中的一個(gè)或幾個(gè)因素。例如:水滅火是降溫作用，CCl4 滅火是由于其氣體隔絕空氣的結(jié)果。
歸納起來，阻燃劑可通過以下幾個(gè)作用達(dá)到阻燃的效果。
(1)不燃性氣體的稀釋作用：阻燃劑受熱分解產(chǎn)生大量不燃性氣體，如N2、CO2 、SO2 、HCl、HBr、NH3 等，沖淡燃燒區(qū)域的可燃性氣體和氧化的濃度。此外，這種不燃性氣體還有散熱降溫作用。它們的阻燃作用大小順序是N2>CO2>SO2 >NH3 ，其中以N2的阻燃效果最好。
(2)覆蓋保護(hù)膜作用：阻燃劑受熱熔融或產(chǎn)生高沸點(diǎn)液體，在材料表面形成玻璃狀隔膜，成為凝聚相和火焰之間的一個(gè)屏障。這樣既可隔絕氧氣，阻止可燃性氣體的擴(kuò)散，又可阻擋熱傳導(dǎo)和熱輻射，減少反饋給材料的熱量，從而抑制熱裂解和燃燒反應(yīng)。
(3)冷卻降溫作用：利用阻燃劑在高溫下發(fā)生相變、脫水或脫鹵化氫等吸熱分解反應(yīng)，降低材料表面和火焰區(qū)的溫度，減慢熱裂解的速度，抑制可燃性氣體的生成。
(4)熔滴作用：在阻燃劑的作用下，高分子材料發(fā)生解聚，熔融溫度降低，增加熔點(diǎn)和著火點(diǎn)之間的溫差，使材料在裂解之前軟化、收縮、熔融，成為熔融液滴，帶著熱量在重力的作用下離開燃燒體系而自熄。
(5)凝聚相阻燃作用：通過阻燃劑的作用，在凝聚相反應(yīng)區(qū)改變聚合物大分子鏈的熱裂解反應(yīng)歷程，促使發(fā)生脫水、縮合、環(huán)化、交聯(lián)等反應(yīng)。直至炭化，以增加炭化殘?jiān)?，減少可燃性氣體的產(chǎn)生，使阻燃劑在凝聚相發(fā)揮阻燃作用。凝聚相阻燃作用的效果，與阻燃劑同聚合物在化學(xué)結(jié)構(gòu)上的匹配與否有密切關(guān)系。
(6)微粒的表面效應(yīng)：若在可燃性氣體中混有一定量的惰性微粒，則不僅能吸收燃燒熱，降低火焰速度，而目會(huì)如同容器的壁面那樣，在微粒的表面上將氣相燃燒反應(yīng)中大量的高活性的H·自由基轉(zhuǎn)變成低能量的HOO·自由基，從而抑制氣相燃燒。
(7)終止連鎖反應(yīng):阻燃劑受熱分解產(chǎn)物(HX)捕捉燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的大量的高活性HO·和H·自由基，以抑制氣相燃燒。
由于高分子材料的分子結(jié)構(gòu)及阻燃劑種類的不同，阻燃作用是十分復(fù)雜的，并不局限于上述幾方面作用。在某一特定的阻燃體系中，可能涉及上述某一種或幾種阻燃作用。
在阻燃配方中，除了阻燃劑之外，還要加增效劑。所謂增效劑是指單獨(dú)使川時(shí)幾乎不起阻燃作用，但和阻燃劑并用時(shí)，卻可起到很好的增效作用的一類助劑。這類助劑可以提高單組分阻燃劑的阻燃效果。通常使用的增效劑有硼化物、氧化錫、氧化鋅、硼酸鋅、氧化鋁、氫氧化鋁和硅酸銻等。含鹵素阻燃劑最常用的增效劑是二氧化二銻(Sb2o3 ) ,其通常用量為3%一8%。
阻燃劑的應(yīng)用
阻燃科學(xué)技術(shù)是為了適應(yīng)社會(huì)安全生產(chǎn)和生活的需要，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)而發(fā)展起來的一門科學(xué)。阻燃劑是阻燃技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，它是一種用于改善可燃易燃材料燃燒性能的特殊的化工助劑，廣泛應(yīng)用于各類裝修材料的阻燃加工中。經(jīng)過阻燃劑加工后的材料，在受到外界火源攻擊時(shí)，能夠有效地阻止、延緩或終止火焰的傳播，從而達(dá)到阻燃的作用。
