阻燃劑主要包含以下三類：無機(jī)阻燃劑、鹵系阻燃劑、有機(jī)阻燃劑。那么，這三類阻燃劑對應(yīng)的阻燃機(jī)理是怎樣的呢？本篇為您逐一剖析：

１）無機(jī)阻燃劑

①氫氧化鋁、氫氧化鎂
在適當(dāng)?shù)母邷叵路纸?，并吸收大量的熱量，所生成的水蒸氣又可稀釋空氣中的氧氣，因此，可延緩聚合物的熱降解速度，抑制聚合物的燃燒，促進(jìn)碳化、抑制煙霧的形成：

②硼酸鋅
硼酸鋅（2ZnO?3B2O3?7H2O或2ZnO?3B2O3?3.5H2O）可同時在凝聚相和氣相發(fā)揮阻燃作用。
硼酸鋅在火焰作用下可吸熱熔化、分解產(chǎn)生水蒸氣，并形成玻璃態(tài)的包覆層，同時可促進(jìn)聚合物成碳，同時具有冷卻、稀釋和覆蓋阻燃功能；
當(dāng)將硼酸鋅與鹵系阻燃劑并用或用于含鹵聚合物時，在聚合物燃燒條件下可生成鹵化鋅、鹵化硼蒸氣，它們可在氣相捕獲活性自由基，發(fā)揮氣相阻燃作用。
 

２）鹵系阻燃劑

①單獨使用

鹵系阻燃劑單獨使用時，主要在氣相發(fā)揮阻燃作用。它們在高溫下分解生成的鹵化氫可捕獲聚合物燃燒反應(yīng)中的活性HO?、O? 、H? 自由基，生成活性較低的鹵素自由基，從而減慢或終止氣相燃燒自由基反應(yīng)，達(dá)到阻燃的效果：
HX+H?→ H2+X?
HX+O?→ HO?+X?
HX+HO?→ H2O+X?
此外，鹵化氫還具有稀釋空氣中的氧、覆蓋于材料表面隔絕空氣而減慢聚合物燃燒速度的功效。

②鹵－銻并用
Sb2O3單獨使用時不具有阻燃作用，但與鹵系阻燃劑并用時具有明顯的協(xié)同效應(yīng)。這是因為，在高溫下，Sb2O3能與鹵化氫反應(yīng)生成鹵氧化銻（SbOCl）和三鹵化銻（SbX3），而SbOCl可在很寬的溫度發(fā)生分步分解反應(yīng):

產(chǎn)物SbOCl和SbX3具有如下所述的多方面阻燃作用：
a. 鹵氧化銻的分解為吸熱反應(yīng)，可有效降低材料的溫度和分解速度；
b. 密度較大的SbX3蒸氣能較長時間停留在燃燒區(qū)，起到稀釋和覆蓋作用；
c. 液態(tài)及固態(tài)SbX3微粒的表面效應(yīng)可降低火焰能量；
d. 促使固相和液相的成碳反應(yīng)，而相對減緩生成可燃?xì)怏w的聚合物熱分解和氧化反應(yīng)，且生成的碳層可阻止可燃?xì)怏w擴(kuò)散進(jìn)入火焰區(qū)，并保護(hù)下層材料免遭破壞；
e. SbX3在燃燒區(qū)內(nèi)捕獲維持燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的活性自由基，改變氣相燃燒反應(yīng)模式，減小反應(yīng)放熱而使火焰猝滅；

f. SbX3還可緩慢分解生成鹵素自由基，捕獲維持燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的活性自由基，因而可維持較持久的阻燃功能；

g. 在燃燒區(qū)，Sb可與氧自由基反應(yīng)銻氧自由基，捕獲氣相中的H?和 HO?，而產(chǎn)物水的生成，也有助于使燃燒停止和火焰自熄。

３）有機(jī)磷系阻燃劑

有機(jī)磷系阻燃劑可同時在凝聚相和氣相發(fā)揮阻燃作用，但可能以凝聚相為主。應(yīng)該注意的是，有機(jī)磷系阻燃劑的阻燃機(jī)理可因其結(jié)構(gòu)、聚合物類型及燃燒條件的不同而存在一定的差異。

①凝聚相阻燃機(jī)理
有機(jī)磷系阻燃劑在聚合物受熱被引燃時，首先分解為磷酸，磷酸脫水生成偏磷酸，偏磷酸聚合生成聚偏磷酸。這些磷酸沸點較高，可形成粘稠狀液態(tài)膜，并對含氧聚合物的脫水成碳具有高效的催化作用，可促使聚合物表面形成石墨狀焦碳層。

粘稠狀（多）磷酸液態(tài)膜和表面焦碳層的形成可發(fā)揮良好的阻燃效果：

a. 焦碳層難燃、隔熱、隔氧，可使傳至材料表面的熱量減少、熱分解減緩；

b. 含氧聚合物的脫水系吸熱反應(yīng)，且所產(chǎn)生的水蒸氣又能稀釋氧和可燃?xì)怏w；

c. （多）磷酸液態(tài)膜覆蓋于焦碳層表面，降低了焦碳層的透氣性并保護(hù)了焦碳層不被繼續(xù)氧化。
由于磷的含氧酸只對含氧聚合物的脫水具有較好的催化作用，因此有機(jī)磷系阻燃劑主要用于纖維素、環(huán)氧樹脂、聚氨酯及聚酯等含氧聚合物的阻燃。

②氣相阻燃機(jī)理
有機(jī)磷系阻燃劑熱解形成的氣態(tài)產(chǎn)物中含有PO?，它可捕獲H?和HO?，從而抑制燃燒鏈?zhǔn)阶杂苫磻?yīng)：
 

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