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研究高分子材料的阻燃方法及发展趋势论文 摘要：高分子材料的阻燃方法一直是高分子材料在发展与应用过程中不可忽视的重要问题。本文简要介绍了高分子材料阻燃问题的重要性，对高分子材料的常见阻燃方法进行了详细总结，结合当前各种阻燃方法的优缺点，分析了高分子材料阻燃问题的未来发展趋势。 关键词：高分子材料;阻燃方法;发展趋势; 近年来随着高分子材料技术的迅速发展，高分子材料已经成为日常生活以及工业领域内不可或缺的重要组成部分。但高分子材料具有易燃的特点，容易在使用过程中引发火灾等危害，因此，必须要对高分子材料的阻燃问题高度重视，研究阻燃高分子材料成为当前的研究热点之一。 1阻燃的重要性 高分子材料，也被称为聚合物材料，其中合成高分子材料是应用最为广泛的。高分子材料具有密度小、力学性能高、耐腐蚀性能优异等特点，“多功能、轻而强”的高分子材料重要性日益突出，得到了迅速发展。但是，高分子材料燃点较低，在应用过程中易发生燃烧，引发火灾，具有极大的危险性。目前因高分子材料燃烧而引起的重大火灾事故已发生多起。同时，高分子材料在燃烧过程中，经常会产生有毒气体，并伴随着大量烟雾，造成严重的空气污染，危害生物以及环境。因此，高分子材料的阻燃问题成为行业领域内的重要问题，也是实现高分子材料可持续发展中的关键环节。 高分子材料阻燃问题的解决一方面可以降低高分子材料在应用过程中的危险性，提高高分子材料的使用安全性，从源头上控制高分子材料的易燃问题;另一方面，发展环保阻燃高分子材料可以更好的解决高分子材料对环境的污染性，实现高分子材料的绿色可持续发展。 2高分子材料的阻燃方法 高分子材料的常见阻燃方法可归类如下: (1)添加阻燃剂阻燃。添加阻燃剂阻燃是实现高分子材料阻燃的最主要方法，具有成本低、操作简单等优势，并且可以有效控制并调节高分子材料的易燃等级。阻燃剂通常是小分子化合物，其常见的阻燃机理是抑制温度的上升，高分子材料发生燃烧的条件之一是温度达到燃点。在高分子材料燃烧时，阻燃剂发生相变等吸收大量热量，来抑制温度的上升，从而阻止高分子材料的进一步燃烧。另外，高分子材料发生燃烧的另外条件是充足的氧气。因此，部分阻燃剂的阻燃机理是释放惰性气体，降低氧气的浓度，抑制燃烧的进行。还有少数阻燃剂通过隔绝高分子材料的空气环境或者使高分子材料发生碳化等实现高分子材料的阻燃。 但是添加阻燃剂的最大问题是会影响高分子材料的力学性能、化学性能等，从而会影响到高分子材料的加工性能以及实际应用。同时，阻燃剂的选择可能也会带来环境污染等问题。阻燃剂的种类以及添加量等是利用阻燃剂实现高分子材料阻燃的关键所在。 目前常见的高分子材料阻燃剂包括: a.卤系阻燃剂，例如四氯双酚A、多溴二苯醚等，是目前最常见、应用最广泛的高分子材料阻燃剂，成本较低、阻燃效率较高; b.氮系阻燃剂，例如改性的三聚氰胺氰尿酸盐等，利用隔绝空气的作用实现阻燃;c.有机硅系阻燃剂，例如三缩水环氧苯基硅烷等; d.磷系阻燃剂，例如二苯基磷酸酯等;e.膨胀型阻燃剂，例如氮磷酸酯类等。 (2)化学反应阻燃。高分子材料的易燃特征从根本上来说是由材料的组成元素或者基团导致的。因此，可以利用化学反应来改变材料的元素或者基团组成，从而改变高分子材料的易燃特性。这就是化学反应阻燃的基本原理。化学反应阻燃通常利用化学反应将具有阻燃特性的元素或者基团引入到高分子材料的基本组成中，在最大限度降低引入的元素或者基团对材料基本性能影响的基础上，实现高分子材料的阻燃。常见的阻燃元素包括硅、硼以及部分金属元素等。 (3)表面改性阻燃。表面改性阻燃的基本原理与化学反应阻燃相似，不同之处在与表面改性阻燃的目标是高分子材料的表面易燃特性，对高分子材料的表面特性进行阻燃改性，例如引入一些具有阻燃特性的元素或者基团，实现高分子材料的阻燃特性。最大的优点在于不会影响高分子材料内部的基本性能，可以有效降低改性对材料性能的影响。但是，也存在着设备工艺复杂、成本昂贵等缺点，限制了该方法在高分子材料阻燃改性方面的应用。 (4)合金化阻燃。合金化阻燃的基本原理是将高分子材料合金化处理，加入一些具有较高阻燃性能的高分子材料，辅助实现材料的良好阻燃性能。其最大优点在于加入的具有良好阻燃性能的高分子材料可以与基体材料相容，保持高分子材料的基本稳定性，可以较长时间的实现高效率的阻燃效果。相比较添加阻燃剂的方法来说，合金化阻燃对高分子材料本身性能的影响较小，可以较好的保持高分子材料自身的优异性能。 (5)纳米复合阻燃。纳米复合阻燃是近年来发展研究的一种新型高分子材料阻燃方式。纳米复合阻燃的基本原理是将高分子材料实现纳米化，即改变高分子材料的基本粒径尺度。该方法在应用时具有一定的限制性，适用范围较窄，但阻燃效果较好，具有较大的应用发展前景。 3高分子材料阻燃的发展趋势 高分子材料阻燃方法的选择一方面需要考虑阻燃效率的高低，保证较好的阻燃效果，另一方面需要考虑阻燃方法对环境以及生物等造成的影响，例如一些阻燃剂的加入虽然可以很好的实现阻燃效果，但也会带来一些环境污染等问题。同时还需要注意到，阻燃方法的选择可能会影响到高分子材料本身的一些性能，例如降低了高分子材料的加工性能、降低了力学强度等，给高分子材料带来一些负面影响。因此，高分子材料阻燃的发展趋势必然是在保证高分子材料基本性能的前提下，可以较好实现阻燃效果同时保证具有较好的环保性能。这才是解决高分子材料阻燃问题的最佳方式。 4结语 高分子材料阻燃问题的解决是保障高分子材料更好应用的关键所在。目前，高分子材料的阻燃方法较多，其中，添加阻燃剂、化学反应阻燃以及合金化阻燃是发展较为成熟、应用较多的高分子材料阻燃方式。随着科学技术的不断进步，更有效、更新颖的阻燃方式会逐渐增加，不断提高高分子材料的阻燃效率，实现更好的阻燃效果。 参考文献