阻燃塑料在很多的領(lǐng)域中都能夠用到，那么阻燃到底是怎樣實(shí)現(xiàn)的？下面青島賽諾新材聚乙烯蠟小編分享一文讀懂塑料的阻燃改性，值得收藏！

1、阻燃的等級

阻燃是在聚合物材料的燃燒過程中，阻止或抑制其物理/化學(xué)變化的速度的過程。塑料阻燃等級由HB、V-2、V-1向V-0逐級遞增，比V-0等級高的阻燃等級還有5V、5VB、5VA。

一般來說，人們會這么覺得，而且希望阻燃級別達(dá)到最高，但是實(shí)際情況并非如此。首先，現(xiàn)有的阻燃測試方法存在局限性，得到的結(jié)論也是相對的。再者，一些應(yīng)用條件下，阻燃等級低的塑料反而要好。例如，在某些電器制品上，要求材料具有抗電弧點(diǎn)燃性，此時如果使用V-2級別的塑料會優(yōu)于V-0等級的塑料。這是因?yàn)閂-2級別的塑料不會在電作用下形成導(dǎo)電而結(jié)焦，從而降低了著火的可能性，V-0等級塑料反而存在著火可能性。  

2、阻燃劑的分類

按阻燃劑和被阻燃材料的關(guān)系，阻燃劑可以分為添加型和反應(yīng)型兩大類。前者只是以物理方式分散于基材中，多應(yīng)用于熱塑性高聚物；后者主要作為單體或者是輔助試劑參與高聚物的合成反應(yīng)，最后成為高聚物的結(jié)構(gòu)單元，多應(yīng)用于熱固性高聚物。

按阻燃元素分類，常用的阻燃劑分為鹵系、磷系、氮系以及鹵-磷系、磷-氮系、銻系、鎂-鋁系、硼系、硅系、鉬系等等，還有一類是膨脹型阻燃劑，它們大多是磷-氮化合物的復(fù)合物；以及一種納米無機(jī)物，主要是層狀硅酸鹽。 

有機(jī)鹵系阻燃劑

目前，有機(jī)鹵系阻燃劑仍然是最主要的阻燃劑產(chǎn)品之一，共近百個品種，主要是溴系阻燃劑和氯系阻燃劑，其中溴系阻燃劑有70多個品種。由于溴系阻燃劑具有阻燃效率高、用量少、對材料性能影響小、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、價格適中等優(yōu)點(diǎn)，目前全球使用量較大的三種有機(jī)阻燃劑產(chǎn)品十溴二苯乙烷、四溴雙酚A及六溴環(huán)二烷均屬于溴系阻燃劑。

然而，鹵系阻燃劑在環(huán)保及安全方面的問題日益顯現(xiàn)。1986年，瑞士和德國科學(xué)家相繼通過的試驗(yàn)證明多溴二苯醚（PBDPO）及以其阻燃的材料在熱裂解和燃燒時會生成有毒致癌物質(zhì)多溴代二苯并二噁英（PBDD）和多溴代二苯并呋喃（PBDF），并且，溴系阻燃劑阻燃的高聚物在熱裂及燃燒時會生成大量的煙塵及腐蝕性氣體。目前，蘋果、三星、惠普、戴爾等公司均承諾逐漸停用溴系阻燃劑，要求嚴(yán)格的甚至規(guī)定：Br＜900ppm；Cl＜900ppm；Br+Cl < 1500 ppm。

無鹵環(huán)保阻燃劑

目前，已被廣泛研究和使用的無鹵環(huán)保阻燃劑主要有無機(jī)阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、硅系阻燃劑、膨脹阻燃劑、納米阻燃劑以及協(xié)效復(fù)配阻燃劑等。

目前，產(chǎn)業(yè)界正著力于開發(fā)新低毒低煙、無污染的阻燃劑和阻燃材料。無機(jī)系阻燃劑雖然沒有環(huán)保方面的問題，但因其阻燃效率低，添加量大，容易降低材料本身機(jī)械性能的關(guān)系，往往用于對機(jī)械強(qiáng)度性能要求不高的材料，且往往需要添加溴系阻燃劑以提高協(xié)同阻燃效率，其應(yīng)用領(lǐng)域具有一定的限制性；有機(jī)磷系阻燃劑具有環(huán)保方面的優(yōu)勢，是作為替代有機(jī)鹵系阻燃劑的優(yōu)先選擇之一。而研究新型無鹵阻燃劑和不同阻燃劑復(fù)合的協(xié)效作用，研制新型表面改性劑和新的表面改性技術(shù)，使阻燃劑與聚合物基體有適宜的相容性，構(gòu)筑適度柔性、結(jié)合力強(qiáng)的界面結(jié)構(gòu)，是目前阻燃劑的發(fā)展方向。

（1）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(qiáng)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。Al(OH)3阻燃劑的阻燃機(jī)理就是通過提高聚合物的熱容，使其在達(dá)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。    

（2）覆蓋作用

在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層，隔絕氧氣，具有隔熱、隔氧、阻止可燃?xì)怏w向外逸出的作用，從而達(dá)到阻燃目的。

如有機(jī)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(jìn)一步熱解，另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程。    

（3）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(dāng)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。  

（4）不燃?xì)怏w窒息作用

阻燃劑受熱時分解出不燃?xì)怏w，將可燃物分解出來的可燃?xì)怏w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(jìn)行，達(dá)到阻燃的作用。

PVC塑料屬于難燃塑料，離火自息，但也不是不燃，在火災(zāi)厲害的時候PVC會燃燒切放出有毒氣體，因此特殊要求的環(huán)境需要使用添加阻燃劑的PVC配方體系的產(chǎn)品。

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作者：賽諾新材             來源：hbshjj.cn。