L13-阻燃剂讲述

1、 第第13章章 阻燃剂阻燃剂Flame Retardant 火象征着温暖，象征着吉祥，象征着喜庆，火为人类带火象征着温暖，象征着吉祥，象征着喜庆，火为人类带来了光明，推动了社会的进步。但是，火一旦失去控制，它来了光明，推动了社会的进步。但是，火一旦失去控制，它可以毁坏物质财富，破坏生态环境，使人造成伤残，甚至夺可以毁坏物质财富，破坏生态环境，使人造成伤残，甚至夺去生命，给人类造成巨大的灾难。去生命，给人类造成巨大的灾难。阻燃的重要性阻燃的重要性在社会生活中，火灾是威胁公共安全，危害人们生命在社会生活中，火灾是威胁公共安全，危害人们生命财产的灾难之一。俗话说：财产的灾难之一。俗话说：“水火无情水

2、火无情”；“贼偷一贼偷一半，火烧全光半，火烧全光”。当今，火灾是世界各国人民所面临。当今，火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题。它给人类社会造成过不少的一个共同的灾难性问题。它给人类社会造成过不少生命、财产的严重损失。随着社会生产力的发展，社生命、财产的严重损失。随着社会生产力的发展，社会财富日益增加，火灾损失上升及火灾危害范围扩大会财富日益增加，火灾损失上升及火灾危害范围扩大的总趋势是客观规律。的总趋势是客观规律。火灾有什么危害火灾有什么危害阻燃的重要性阻燃的重要性火灾有什么危害火灾有什么危害阻燃的重要性阻燃的重要性 阻燃的重要性阻燃的重要性燃烧时使更多的聚合物或难于分解的物质分解

3、，产生更燃烧时使更多的聚合物或难于分解的物质分解，产生更多的可燃物，造成火灾，危及人们的生命和财产。燃烧多的可燃物，造成火灾，危及人们的生命和财产。燃烧对塑料、橡胶在建筑、航空航天、交通等工业上的使用对塑料、橡胶在建筑、航空航天、交通等工业上的使用带来不利的影响。近年来，世界各地发生多起重大火灾，带来不利的影响。近年来，世界各地发生多起重大火灾，都直接或间接与材料的燃烧有关都直接或间接与材料的燃烧有关。塑料、橡胶、纤维都是有机化合物，均具有可燃性，极塑料、橡胶、纤维都是有机化合物，均具有可燃性，极易在一定条件下燃烧。其燃烧过程是一个复杂的剧烈的易在一定条件下燃烧。其燃烧过程是一个复杂的剧烈的氧

4、化过程，常伴有氧化过程，常伴有火焰、浓烟、毒气等产生火焰、浓烟、毒气等产生。 1987 1987 年美国国家标准局采用小型及大型试验比较了年美国国家标准局采用小型及大型试验比较了5 5种典型阻种典型阻燃制品的阻燃试样和未阻燃试验的火灾危险性：燃制品的阻燃试样和未阻燃试验的火灾危险性：1. 1. 发火灾后发火灾后, , 阻燃产品试样比未阻燃产品试样多赢得阻燃产品试样比未阻燃产品试样多赢得1515倍的人倍的人员撤离和抢救财产时间员撤离和抢救财产时间: :2. 2. 材料燃烧时材料燃烧时, , 阻燃试样的阻燃试样的质量损失速率质量损失速率不到未阻燃试样的不到未阻燃试样的1/2;1/2;3. 3. 材

5、料燃烧时，阻燃试样的材料燃烧时，阻燃试样的放热速率放热速率仅为未阻燃试样的仅为未阻燃试样的1/4;1/4;4. 4. 材料燃烧时，阻燃试样生成的材料燃烧时，阻燃试样生成的有毒气体的量有毒气体的量( (换算成换算成COCO计计) )仅为未阻燃试样的仅为未阻燃试样的1/3,1/3,5.5.阻燃试样与未阻燃试样的两者燃烧时的生烟量接近。阻燃试样与未阻燃试样的两者燃烧时的生烟量接近。阻燃的重要性阻燃的重要性 早在公元前早在公元前8383年，年，ClaudiusClaudius年鉴记载，在希腊港市年鉴记载，在希腊港市PracusPracus的围攻中所使用的木质碉堡用矾溶液的围攻中所使用的木质碉堡用矾溶液

6、( (铁和铝的硫酸复盐铁和铝的硫酸复盐) )处理，目的是防燃，这是阻燃技术在实践中的处理，目的是防燃，这是阻燃技术在实践中的首次使用首次使用。17351735年，年，WyldWyld发表了一篇英国专利，用明矾、硼砂、硫酸发表了一篇英国专利，用明矾、硼砂、硫酸亚铁混合物使纤维纺织品和纸浆等阻燃，这是关于阻然剂亚铁混合物使纤维纺织品和纸浆等阻燃，这是关于阻然剂的的第一篇专利第一篇专利。阻燃技术发展历史阻燃技术发展历史19131913年染料化学家年染料化学家W. H. PerkinW. H. Perkin不仅验证了前人的工作，还不仅验证了前人的工作，还提出了较耐久的织物阻燃处理技术，即将绒布先用锡酸

7、钠浸提出了较耐久的织物阻燃处理技术，即将绒布先用锡酸钠浸渍，再用硫酸铵溶液处理，然后水洗、干燥，渍，再用硫酸铵溶液处理，然后水洗、干燥，使处理过程中使处理过程中生成的氧化锡阻燃剂进入纤维中生成的氧化锡阻燃剂进入纤维中。18201820年，盖年，盖- -吕萨克受法国国王路易十八的委托，为保护吕萨克受法国国王路易十八的委托，为保护巴黎剧院幕布而研制阻燃剂，他发现磷酸铵、氯化铵、硼巴黎剧院幕布而研制阻燃剂，他发现磷酸铵、氯化铵、硼砂等无机化合物对纤维的阻燃非常有效，他还发现上述某砂等无机化合物对纤维的阻燃非常有效，他还发现上述某些化合物的混合体系可提高阻燃性，他是些化合物的混合体系可提高阻燃性，他是

8、最早对织物阻燃最早对织物阻燃进行系统研究的科学家进行系统研究的科学家。阻燃技术发展历史阻燃技术发展历史 2020世纪世纪3030年代，随着合成材料的出现与发展，火灾威年代，随着合成材料的出现与发展，火灾威胁增加，因而阻燃剂和阻燃处理技术研究也随之发展。胁增加，因而阻燃剂和阻燃处理技术研究也随之发展。发现发现氧化锑，有机卤化物氧化锑，有机卤化物( (如氯化石蜡如氯化石蜡) )和树脂粘合剂和树脂粘合剂混用，可使织物具有良好的耐久阻燃效果。这一协同混用，可使织物具有良好的耐久阻燃效果。这一协同作用的发现被誉为近代阻燃技术的一个作用的发现被誉为近代阻燃技术的一个里程碑里程碑。阻燃剂是阻燃剂是2020世

9、纪世纪5050年代后期才广泛应用的。年代后期才广泛应用的。7070年代则年代则有了较大发展，阻燃机理研究的逐步发展，阻燃剂品有了较大发展，阻燃机理研究的逐步发展，阻燃剂品种和数量的迅速增加，使阻燃剂的研究和应用大大发种和数量的迅速增加，使阻燃剂的研究和应用大大发展，消耗量不断增加。展，消耗量不断增加。阻燃技术发展历史阻燃技术发展历史 在在2020世纪世纪7070年代初至年代初至8080年代中期，年代中期，溴系阻燃剂溴系阻燃剂的生产和应的生产和应用得到了蓬勃发展。用得到了蓬勃发展。19861986年年以来，由于溴系阻燃剂的毒性与环境问题的，引起以来，由于溴系阻燃剂的毒性与环境问题的，引起了人们对

10、金属氧化物及其他协效剂、有机硅系阻燃剂及反了人们对金属氧化物及其他协效剂、有机硅系阻燃剂及反应型阻燃单体的开发和应用的重视，有的己经实现了工业应型阻燃单体的开发和应用的重视，有的己经实现了工业规模应用。由于环保要求的不断提高，无卤阻燃剂成为未规模应用。由于环保要求的不断提高，无卤阻燃剂成为未来开发的主要的发展趋势。欧盟已从来开发的主要的发展趋势。欧盟已从20062006年年7 7月月1 1日日起在电起在电子产品中停止使用溴系阻燃剂，开发新型无卤阻燃剂成为子产品中停止使用溴系阻燃剂，开发新型无卤阻燃剂成为研究的重点和方向。研究的重点和方向。阻燃技术发展历史阻燃技术发展历史美国美国是阻燃剂消费大国

11、，占世界市场的是阻燃剂消费大国，占世界市场的60%60%，其中，其中80%80%用于用于塑料工业。塑料工业。19901990年美国消耗阻燃剂超过年美国消耗阻燃剂超过45.3645.36万万t t，居塑料，居塑料助剂助剂( (增强剂、填充剂除外增强剂、填充剂除外) )的第二位。阻燃剂中多以无机的第二位。阻燃剂中多以无机类为主；水合铝占类为主；水合铝占32.7%32.7%，磷酸盐占，磷酸盐占19.5%19.5%，锑化物占，锑化物占5%5%，卤化物占卤化物占l4.9%l4.9%。西欧西欧阻燃剂消耗也很大，阻燃剂消耗也很大，19891989年消耗年消耗17.917.9万万t t，19911991年达年

12、达22.622.6万万t t，19931993年约达年约达25.925.9万万t t，预计，预计1991199619911996年的销售年的销售额增长率达到额增长率达到25%25%以上。其阻燃剂产品中，水合氧化铝用量以上。其阻燃剂产品中，水合氧化铝用量最大，最大，19931993年约达年约达11.311.3万万t t，占阻燃剂总量的，占阻燃剂总量的50%50%。各国阻燃剂发展状况各国阻燃剂发展状况 日本阻燃剂用量占世界第三位，年消费量约日本阻燃剂用量占世界第三位，年消费量约11121112万万t t，主要产品有四大类：无机类约占主要产品有四大类：无机类约占60%60%，溴系阻燃剂占，溴系阻燃剂

13、占19%19%，磷系约占，磷系约占9.5 %9.5 %，氯系约占，氯系约占4.7 %4.7 %。由于对阻燃要求越来越强烈，所以对新产品的开发越由于对阻燃要求越来越强烈，所以对新产品的开发越来越活跃，已由单一型阻燃剂向复合形态发展，由单来越活跃，已由单一型阻燃剂向复合形态发展，由单功能向多功能功能向多功能( (即阻燃又可增塑、防老化作用等即阻燃又可增塑、防老化作用等) )发展，发展，一些低廉、无毒、高效的新型阻燃剂不断问世。一些低廉、无毒、高效的新型阻燃剂不断问世。各国阻燃剂发展状况各国阻燃剂发展状况 国内阻燃剂的研制、生产和应用始于国内阻燃剂的研制、生产和应用始于6060年代，由于起步年代，由

14、于起步迟、发展慢、品种少而产量低。品种有三大类：即无机迟、发展慢、品种少而产量低。品种有三大类：即无机阻燃剂，卤素阻燃剂，磷系阻燃剂，约阻燃剂，卤素阻燃剂，磷系阻燃剂，约4545种。但是我国种。但是我国阻燃剂工业发展较快。阻燃剂工业发展较快。19931993年阻燃剂产量约为年阻燃剂产量约为1010万万t t。19951995年约为年约为1111万万t t。主要品种有：氯系的，氯化石蜡主要品种有：氯系的，氯化石蜡7070、5050及及4545；磷系的，；磷系的，三苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三三苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三(-(-氯乙基氯乙基) )磷酸酯；磷酸酯；溴系的，四溴双酚溴系的，四溴双

15、酚A A、十溴二苯醚、四溴双酚、十溴二苯醚、四溴双酚A (A (二溴丙二溴丙基基) )醚、双醚、双( (二溴丙基二溴丙基) )反丁烯二酸酯，六溴环十二烷、三反丁烯二酸酯，六溴环十二烷、三( (二溴丙基二溴丙基) )异氰酸酯、五溴甲苯等；此外还有二氯化锑、异氰酸酯、五溴甲苯等；此外还有二氯化锑、氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、红磷等。氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、红磷等。各国阻燃剂发展状况各国阻燃剂发展状况 能够增加材料耐燃性的物质叫能够增加材料耐燃性的物质叫阻燃剂阻燃剂。阻燃剂是提高可。阻燃剂是提高可燃性材料难燃性的一类添加剂。燃性材料难燃性的一类添加剂。它们大多是元素周期表中第它们

16、大多是元素周期表中第V V 、VIIVII和和IIIIII族元素的化合族元素的化合物，如第物，如第V V族氮、磷、锑、铋的化合物；第族氮、磷、锑、铋的化合物；第VIIVII族氯、溴族氯、溴的化合物；第的化合物；第IIIIII族硼、铝的化合物，此外硅和钼的化族硼、铝的化合物，此外硅和钼的化合物也作为阻燃剂使用；其中最常用和最重要的是磷、合物也作为阻燃剂使用；其中最常用和最重要的是磷、溴、氯、锑和铝的化合物，很多有效的阻燃剂配方都含溴、氯、锑和铝的化合物，很多有效的阻燃剂配方都含有这些元素有这些元素13.1概述概述一个比较理想的阻燃剂应该具备下列基本条件。一个比较理想的阻燃剂应该具备下列基本条件。

17、(1)(1)阻燃剂不损害高分子材料的物理机械性能阻燃剂不损害高分子材料的物理机械性能 经阻燃加工后，不降低热变形温度、机械强度和电气特经阻燃加工后，不降低热变形温度、机械强度和电气特性。用于合成纤维时还必须有防止熔滴的作用，对整理织性。用于合成纤维时还必须有防止熔滴的作用，对整理织物的外观影响极小。物的外观影响极小。(2)(2)具有耐候性及持久性具有耐候性及持久性 进行阻燃加工的塑料制品都是准备长期使用的物品，所进行阻燃加工的塑料制品都是准备长期使用的物品，所以阻燃效果不能在制品使用中消失。对于合成纤维中阻燃以阻燃效果不能在制品使用中消失。对于合成纤维中阻燃剂产生的防燃效果应能耐洗涤及干洗。剂

18、产生的防燃效果应能耐洗涤及干洗。13.1概述概述 (3) 无毒或低毒无毒或低毒 阻燃剂在使用过程中产生的气体可燃性低、毒性阻燃剂在使用过程中产生的气体可燃性低、毒性小，对纺织品用阻燃剂应为不刺激皮肤，当织物在火小，对纺织品用阻燃剂应为不刺激皮肤，当织物在火焰中裂解时不产生有毒气体。焰中裂解时不产生有毒气体。(4) 价格低廉价格低廉 随着阻燃剂在制品中的添加量有增多的倾向，因随着阻燃剂在制品中的添加量有增多的倾向，因而廉价就显得十分重要了。当然在特殊场合即使价格而廉价就显得十分重要了。当然在特殊场合即使价格昂贵也不得不采用。昂贵也不得不采用。13.1概述概述 燃烧机理燃烧机理 维持燃烧的三要素：

19、可燃物、氧、热。具备这三要素的燃维持燃烧的三要素：可燃物、氧、热。具备这三要素的燃烧过程。烧过程。 加热阶段加热阶段 由外部热源产生的热量给予聚合物，使聚由外部热源产生的热量给予聚合物，使聚合物的温度逐渐升高，升温的速度取决于外界供给热量的合物的温度逐渐升高，升温的速度取决于外界供给热量的多少，接触聚合物的体积大小，火焰温度的高低等；同时多少，接触聚合物的体积大小，火焰温度的高低等；同时也取决于聚合物的比热容和导热系数的大小。也取决于聚合物的比热容和导热系数的大小。 降解阶段降解阶段 聚合物被加热到一定温度，变化到一定程聚合物被加热到一定温度，变化到一定程度后，聚合物分子中最弱的键断裂，即发生

20、热降解，这取度后，聚合物分子中最弱的键断裂，即发生热降解，这取决于该键的键能大小。决于该键的键能大小。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理不同共价键的键能不同共价键的键能由表可知，由表可知，O OO O键是最弱的键，键是最弱的键，C CF F键是最强的键，不键是最强的键，不易断裂。另外，如果此阶段所发生的反应是吸热反应，则可易断裂。另外，如果此阶段所发生的反应是吸热反应，则可减缓温度上升，对燃烧起一定的抑制作用；如果是放热反应，减缓温度上升，对燃烧起一定的抑制作用；如果是放热反应，则加速燃烧。则加速燃烧。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻

21、燃剂的作用机理分解阶段分解阶段 当温度上升达到一定程度时，除弱键断裂外，当温度上升达到一定程度时，除弱键断裂外，主键也断裂，即发生裂解，产生下列低分子物：主键也断裂，即发生裂解，产生下列低分子物：可燃性气体，可燃性气体，H2H2、CH4CH4、C2H6C2H6、CH2OCH2O、CH3COCH3CH3COCH3、COCO等；等；不燃性气体，不燃性气体，CO2CO2、HClHCl、HBrHBr等；等；液态产物，聚合物部分解聚为液态产物；液态产物，聚合物部分解聚为液态产物；固态产物，聚合物可部分焦化为焦炭，也可不完全燃烧产固态产物，聚合物可部分焦化为焦炭，也可不完全燃烧产生烟尘粒子（可形成烟雾，危

22、害很大）等。聚合物不同，其生烟尘粒子（可形成烟雾，危害很大）等。聚合物不同，其分解产物的组成也不同，但大多数为可燃烃类，而且所产生分解产物的组成也不同，但大多数为可燃烃类，而且所产生的气体较多是有毒或带有腐蚀性的。的气体较多是有毒或带有腐蚀性的。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理 点燃阶段点燃阶段 当分解阶段所产生的可燃性气体达到一定浓当分解阶段所产生的可燃性气体达到一定浓度，且温度也达到其燃点或闪点，并有足够的氧或氧化度，且温度也达到其燃点或闪点，并有足够的氧或氧化剂存在时，开始出现火焰，这就是剂存在时，开始出现火焰，这就是“点燃点燃”，燃烧从此，燃烧从此

23、开始。开始。燃烧阶段燃烧阶段 燃烧释放出的能量和活性游离基引起的链锁燃烧释放出的能量和活性游离基引起的链锁反应，不断提供可燃物质，使燃烧自动传播和扩展，火反应，不断提供可燃物质，使燃烧自动传播和扩展，火焰越来越大。焰越来越大。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理 13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理表表1 聚合物的分解温度聚合物的分解温度表表2 聚合物热分解和燃烧的主要产物聚合物热分解和燃烧的主要产物 13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理燃烧温度和着火温度燃烧温度和着火温度 燃烧温度燃烧温度对

24、聚合物的燃烧过程有着明显的影响，对聚合物的燃烧过程有着明显的影响，燃烧温度越高，聚合物燃烧的速度就越快，释放出燃烧温度越高，聚合物燃烧的速度就越快，释放出的热量也越多。的热量也越多。 实际上聚合物的燃烧速度还受实际上聚合物的燃烧速度还受氧气扩散速度氧气扩散速度的控的控制，聚合物的制，聚合物的着火温度着火温度对燃烧也起着至关重要的作对燃烧也起着至关重要的作用。聚合物的燃烧依赖于热分解产生的可燃性气体，用。聚合物的燃烧依赖于热分解产生的可燃性气体，可燃性气体的着火温度受燃烧活化能的制约，因此可燃性气体的着火温度受燃烧活化能的制约，因此可燃性气体的着火速度与其化学结构之间并不存在可燃性气体的着火速度

25、与其化学结构之间并不存在对应关系对应关系，表，表3列出了常见的可燃性气体的着火温列出了常见的可燃性气体的着火温度。度。 13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理表表3 可燃性气体的着火温度可燃性气体的着火温度表表4 固体的自燃温度固体的自燃温度值得注意的是，煤和木材等固体的自燃温度值得注意的是，煤和木材等固体的自燃温度低于可燃性气体的着火温度低于可燃性气体的着火温度(见表见表4) 这一这一现象可以解释为：部分组成复杂的固体受热分解时，现象可以解释为：部分组成复杂的固体受热分解时，可生成容易着火的低燃点可燃物可生成容易着火的低燃点可燃物，这种低燃点的可燃物首先在气相

26、中引发燃烧，燃烧的生成热进一步促进固体的热分解这种低燃点的可燃物首先在气相中引发燃烧，燃烧的生成热进一步促进固体的热分解反应，从而引发了燃烧的链锁反应，导致固体的自燃温度低于可燃性气体的着火温度。反应，从而引发了燃烧的链锁反应，导致固体的自燃温度低于可燃性气体的着火温度。 13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理 聚合物的燃烧需要有充足的氧气，否则燃烧就不能发生或难聚合物的燃烧需要有充足的氧气，否则燃烧就不能发生或难于维持稳定的燃烧，并产生大量未充分燃烧的烟尘。不同分子于维持稳定的燃烧，并产生大量未充分燃烧的烟尘。不同分子结构的材料，燃烧时要求的氧气浓度也不同。结

27、构的材料，燃烧时要求的氧气浓度也不同。1966年提出氧指数的概念年提出氧指数的概念，第一次使材料燃烧性能的评价，第一次使材料燃烧性能的评价从定从定性走向定量性走向定量。氧指数的定义是使试样像蜡烛状持续燃烧时，在。氧指数的定义是使试样像蜡烛状持续燃烧时，在氮氮-氧混气流中所必需的氧混气流中所必需的最低氧含量最低氧含量。由于氧指数法舍很好的。由于氧指数法舍很好的精精确件和重复性确件和重复性因此交实际中得到广泛应用。聚甲基两烯酸甲因此交实际中得到广泛应用。聚甲基两烯酸甲酯的氧指数测定误差一般不超过酯的氧指数测定误差一般不超过1，因此被用作氧指数测定法，因此被用作氧指数测定法的标准参照样。表的标准参照

28、样。表7列出常见聚合物的氧指数。列出常见聚合物的氧指数。氧气的浓度氧气的浓度 13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理表7 常见聚合物的氧指数实际应用中，不少氧指数远大于实际应用中，不少氧指数远大于21的材料，在空气中燃烧的材料，在空气中燃烧而不能自熄。因此通常讲的阻燃并具有而不能自熄。因此通常讲的阻燃并具有自熄性的材料氧指数自熄性的材料氧指数至少在至少在27以上以上。 阻燃剂的作用机理阻燃剂的作用机理 一、阻燃剂的一、阻燃剂的阻燃效应阻燃效应 阻燃剂的阻燃作用就是在聚合物材料的燃烧过程中能阻止或抑制其物阻燃剂的阻燃作用就是在聚合物材料的燃烧过程中能阻止或抑制其物

29、理或化学变化的速度，具体说来，这些作用体现在以下几个方面理或化学变化的速度，具体说来，这些作用体现在以下几个方面。（1）吸热效应）吸热效应 其作用是使高聚物材料的温度上升发生困难其作用是使高聚物材料的温度上升发生困难，例如，硼砂具有，例如，硼砂具有10个个分子的结品水，由于释放出结晶水要夺取分子的结品水，由于释放出结晶水要夺取41.8KJ/mol热量，因其吸热量，因其吸热而使材料的温度上升受到丁抑制，从而产生阻燃效果。氢氧化铝的热而使材料的温度上升受到丁抑制，从而产生阻燃效果。氢氧化铝的阻燃作用也是因其受热脱水产生吸热效应的缘故。另外，一些热塑性阻燃作用也是因其受热脱水产生吸热效应的缘故。另外

30、，一些热塑性聚合物裂解时常产生的聚合物裂解时常产生的熔滴熔滴，因能离开燃烧区移走反应热，也能发挥，因能离开燃烧区移走反应热，也能发挥一定的阻燃效果。一定的阻燃效果。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理（2）覆盖效应）覆盖效应 其作用是在较高温度下其作用是在较高温度下生成稳定的覆盖层生成稳定的覆盖层，或分解生成泡沫状物质，或分解生成泡沫状物质，覆盖于高聚物材料的表面，使燃烧产生的热量难以传入材料内部，使覆盖于高聚物材料的表面，使燃烧产生的热量难以传入材料内部，使高聚物材料因热分解而生成的可燃性气体难于逸出，并对材料起隔绝高聚物材料因热分解而生成的可燃性气体难于逸

31、出，并对材料起隔绝空气的作用，从而抑制材料裂解，达到阻燃的效果。如磷酸酯类化合空气的作用，从而抑制材料裂解，达到阻燃的效果。如磷酸酯类化合物和防火发泡涂料等可按此机理发挥作用。物和防火发泡涂料等可按此机理发挥作用。（3）稀释效应）稀释效应 此类物质在受热分解时能够此类物质在受热分解时能够产生大量的不燃气体产生大量的不燃气体，使高聚物材料所，使高聚物材料所产生的可燃性气体和空气中氧气被稀释而达不到可燃的浓度范围，从产生的可燃性气体和空气中氧气被稀释而达不到可燃的浓度范围，从而阻止高聚物材料的发火燃烧。能够作为稀释气体的有而阻止高聚物材料的发火燃烧。能够作为稀释气体的有CO2、NH3、HCl和和H

32、2O等。磷酸铵、氯化铵、碳酸铵等加热时就能产生这种不燃等。磷酸铵、氯化铵、碳酸铵等加热时就能产生这种不燃性气体。性气体。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理（4）转移效应）转移效应 其作用是改变高聚物材料热分解的模式，从而抑制可燃其作用是改变高聚物材料热分解的模式，从而抑制可燃性气体的产生。例如，利用酸或碱使纤维素产生脱水反应性气体的产生。例如，利用酸或碱使纤维素产生脱水反应而分解成为炭和水，因为不产生可燃性气体，也就不能着而分解成为炭和水，因为不产生可燃性气体，也就不能着火燃烧。氯化铵、磷酸酯、磷酸铵等能分解产生这类物质，火燃烧。氯化铵、磷酸酯、磷酸铵等能分

33、解产生这类物质，催化材料稠环炭化，达到阻燃目的。催化材料稠环炭化，达到阻燃目的。（5）抑制效应（捕捉自由基）抑制效应（捕捉自由基） 高聚物的燃烧主要是自由基连锁反应，有些物质能捕捉高聚物的燃烧主要是自由基连锁反应，有些物质能捕捉燃烧反应的活性中间体燃烧反应的活性中间体HO、H 、 O 、HOO 等，抑等，抑制自由基连锁反应，使燃烧速度降低直至火焰熄灭。常用制自由基连锁反应，使燃烧速度降低直至火焰熄灭。常用的溴类、氯类等有机卤素化合物就有这种抑制效应。的溴类、氯类等有机卤素化合物就有这种抑制效应。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理（6）增强效应（协同效应）增强

34、效应（协同效应） 有些材料，若单独使用并无阻燃效果或阻燃效果不大，有些材料，若单独使用并无阻燃效果或阻燃效果不大，多种材料并用就可起到增强阻燃的效果。三氧化二锑与卤多种材料并用就可起到增强阻燃的效果。三氧化二锑与卤素化合物并用，就是最为典型的例子。其结果是，不但可素化合物并用，就是最为典型的例子。其结果是，不但可以提高阻燃效率，而且阻燃剂的用量也可减少。以提高阻燃效率，而且阻燃剂的用量也可减少。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理二、阻燃剂的作用机理二、阻燃剂的作用机理1. 阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物炭化阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物炭化 塑料的燃烧是

35、分解燃烧，若能使塑料热分解速度快，不停留塑料的燃烧是分解燃烧，若能使塑料热分解速度快，不停留在可燃物阶段，而一直分解到碳为止就能防止燃烧。例如，在可燃物阶段，而一直分解到碳为止就能防止燃烧。例如，用磷酸盐或重金属盐的水溶液浸渍过的纤维素，干燥后加热用磷酸盐或重金属盐的水溶液浸渍过的纤维素，干燥后加热只炭化变焦，难以燃烧，这是由于磷酸盐引起了纤维素的脱只炭化变焦，难以燃烧，这是由于磷酸盐引起了纤维素的脱水反应，从而促进了单质碳的生成。水反应，从而促进了单质碳的生成。 13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理 当有机磷化合物暴露于火焰中时，会发生如下分解：当有机磷化合

36、物暴露于火焰中时，会发生如下分解： 最终生成的聚偏磷酸是非常强的脱水剂，能促进有机物炭化，最终生成的聚偏磷酸是非常强的脱水剂，能促进有机物炭化，所生成的炭黑皮膜起了阻燃的作用。在实际应用中，含磷阻所生成的炭黑皮膜起了阻燃的作用。在实际应用中，含磷阻燃剂对含氧聚合物，比对不含氧聚合物更为有效这是与脱燃剂对含氧聚合物，比对不含氧聚合物更为有效这是与脱水炭化的理论相符合的。水炭化的理论相符合的。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理2 . 阻燃剂分解成不挥发性的保护皮层阻燃剂分解成不挥发性的保护皮层 阻燃剂在树脂燃烧的温度下分解，其分解产物形成不挥阻燃剂在树脂燃烧的温

37、度下分解，其分解产物形成不挥发性的保护皮膜覆盖在树脂表面，从而把空气遮断达到阻发性的保护皮膜覆盖在树脂表面，从而把空气遮断达到阻燃的目的。在使用硼砂燃的目的。在使用硼砂-硼酸混合物和卤化磷作为阻燃剂硼酸混合物和卤化磷作为阻燃剂时就是这种情况。卤化磷（时就是这种情况。卤化磷（ R4 PX ）受热分解生成膦）受热分解生成膦（ R8P ）和烷基卤化物（）和烷基卤化物（ RX ）。膦容易被氧化生成膦）。膦容易被氧化生成膦氧化物（氧化物（ R3PO ）再进一步分解生成聚磷酸盐玻璃体，）再进一步分解生成聚磷酸盐玻璃体，此连续的玻璃体形成一层保护膜，覆盖在聚合物表面把氧此连续的玻璃体形成一层保护膜，覆盖在聚

38、合物表面把氧隔绝，达到阻燃效果。隔绝，达到阻燃效果。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理3. 阻燃剂分解产物将阻燃剂分解产物将 HO 自由基连锁反应切断自由基连锁反应切断 塑料燃烧时分解为烃，烃在高温下进一步氧化分解产生塑料燃烧时分解为烃，烃在高温下进一步氧化分解产生 HO 自由基，自由基， HO 自由基的连锁反应使烃的火焰燃烧持自由基的连锁反应使烃的火焰燃烧持续下去。在聚合物的燃烧过程中，烃的火焰燃烧是最重要续下去。在聚合物的燃烧过程中，烃的火焰燃烧是最重要的，如能将的，如能将 HO 自由基连锁反应切断，就能有效地防止自由基连锁反应切断，就能有效地防止火焰燃

39、烧。火焰燃烧。 13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理3. 阻燃剂分解产物将阻燃剂分解产物将 HO 自由基连锁反应切断自由基连锁反应切断 HO 自由基具有很高的能量，反应速度非常快，所自由基具有很高的能量，反应速度非常快，所以燃烧的程度由以燃烧的程度由 HO 自由基的增殖程度而定。当有含卤自由基的增殖程度而定。当有含卤阻燃剂存在时，则含卤阻燃剂在高温下会分解产生卤化氢阻燃剂存在时，则含卤阻燃剂在高温下会分解产生卤化氢（ HX ) ，而，而 HX 能把燃烧过程中生成的高能量能把燃烧过程中生成的高能量 HO 自由自由基捕获而转变成低能基捕获而转变成低能 X 自由基和

40、水，同时自由基和水，同时 X 自由基又自由基又与烃反应再生成与烃反应再生成 HX ，如此循环下去将，如此循环下去将 HO 自由基连锁自由基连锁反应切断。反应切断。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理4. 自由基引发剂、氧化锑与含卤阻燃剂的协同作用自由基引发剂、氧化锑与含卤阻燃剂的协同作用 把脂肪族含溴阻燃剂与过氧化二异丙苯等自由基引发剂把脂肪族含溴阻燃剂与过氧化二异丙苯等自由基引发剂并用，可以产生非常强的阻燃效果。这是由于在热的作用并用，可以产生非常强的阻燃效果。这是由于在热的作用下，过氧化物等自由基引发剂促进了下，过氧化物等自由基引发剂促进了 Br 自由基的

41、产生，自由基的产生，从而使燃烧过程的从而使燃烧过程的 HO 自由基迅速消逝的缘故。自由基迅速消逝的缘故。 氧化锑（氧化锑（ Sb2O3）作为阻燃剂单独使用时效果很差，）作为阻燃剂单独使用时效果很差，但一与卤化物并用时却有优良的阻燃效果，其主要原因是但一与卤化物并用时却有优良的阻燃效果，其主要原因是在高温下产生卤化锑。在高温下产生卤化锑。 13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理4. 自由基引发剂、氧化锑与含卤阻燃剂的协同作用自由基引发剂、氧化锑与含卤阻燃剂的协同作用 SbCl3和和 SbBr3都是沸点较高的物质，因而能较长时间都是沸点较高的物质，因而能较长时间地留

42、在燃烧区域中，卤化锑在液、固相中能促进聚合物地留在燃烧区域中，卤化锑在液、固相中能促进聚合物-阻燃剂体系脱卤代烃和聚合物表面炭化，同时在气相中又阻燃剂体系脱卤代烃和聚合物表面炭化，同时在气相中又能捕获能捕获 HO 自由基，所以氧化锑与含卤阻燃剂并用是最自由基，所以氧化锑与含卤阻燃剂并用是最广泛使用的阻燃配方。广泛使用的阻燃配方。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理5. 燃烧热的分散和可燃性物质的稀释燃烧热的分散和可燃性物质的稀释 氢氧化铝就是具备这种功能的阻燃剂之一。它的阻燃性不强，因此氢氧化铝就是具备这种功能的阻燃剂之一。它的阻燃性不强，因此添加量高达添加量

43、高达40-60份，兼作填充剂。在塑料燃烧时氢氧化铝会发生分份，兼作填充剂。在塑料燃烧时氢氧化铝会发生分解，同时吸收大量的热。解，同时吸收大量的热。 由于燃烧热被大量吸收，降低了聚合物的温度，从而减缓了分解蒸由于燃烧热被大量吸收，降低了聚合物的温度，从而减缓了分解蒸发和燃烧。氢氧化铝是不燃的，当以发和燃烧。氢氧化铝是不燃的，当以40 - 60份的量填充到聚合物中时，份的量填充到聚合物中时，等于将可燃的聚合物稀释，从而提高了难燃性。等于将可燃的聚合物稀释，从而提高了难燃性。 另一方面，在聚合物热分解产生可燃性气体的同时，如果聚合物另一方面，在聚合物热分解产生可燃性气体的同时，如果聚合物-阻燃剂体系

44、能分解产生阻燃剂体系能分解产生 H2O 、 HCI 、 HBr、CO2、 NH3 、 N2等不等不燃性气体，就能在一定程度上将可燃性气体稀释，达到阻燃效果。燃性气体，就能在一定程度上将可燃性气体稀释，达到阻燃效果。13.2 聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理 (1)(1)按所含按所含阻燃元素阻燃元素可将阻燃剂分为可将阻燃剂分为卤系阻燃剂卤系阻燃剂、磷系阻燃剂磷系阻燃剂、氮系阻燃剂氮系阻燃剂、磷一卤磷一卤系阻燃剂、系阻燃剂、磷一氮磷一氮系阻燃剂（膨胀型）系阻燃剂（膨胀型）等几类。等几类。(2)(2)按按组分组分的不同可分的不同可分无机无机盐类阻燃剂、盐类阻燃剂、有机有机

45、阻燃剂和有机、阻燃剂和有机、无机无机混合混合阻燃剂三种。阻燃剂三种。(3)(3)按使用方法的不同可把阻燃剂分为按使用方法的不同可把阻燃剂分为添加型添加型和和反应型反应型。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类阻燃剂根据不同的划分标准可分为：阻燃剂根据不同的划分标准可分为： 卤系阻燃剂卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的阻燃剂，添加量少、阻是目前世界上产量最大的阻燃剂，添加量少、阻燃效果显著。目前聚烯烃阻燃应用较多的是燃效果显著。目前聚烯烃阻燃应用较多的是含氯或溴含氯或溴的阻燃的阻燃剂。卤系阻燃剂在受热时分解产生卤化氢剂。卤系阻燃剂在受热时分解产生卤化氢HXHX。HXHX通过两种机理起阻燃作用通过两种机

46、理起阻燃作用: :(1) (1) 自由基机理自由基机理，消耗高分子降解产生的自由基，消耗高分子降解产生的自由基HOHO，使其浓，使其浓度降低，从而延缓或中断燃烧的链反应度降低，从而延缓或中断燃烧的链反应; ;(2) (2) 表面覆盖机理表面覆盖机理，HXHX是一种难燃气体，密度比空气大，可是一种难燃气体，密度比空气大，可以在高分子材料表面形成屏障，使可燃性气体浓度下降，从以在高分子材料表面形成屏障，使可燃性气体浓度下降，从而减慢燃烧速度甚至使火焰熄灭。而减慢燃烧速度甚至使火焰熄灭。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类卤系阻燃剂卤系阻燃剂 氯类阻燃剂氯类阻燃剂主要是以氯化石蜡为主。随着应用领域的不

47、主要是以氯化石蜡为主。随着应用领域的不断开拓，氯类阻燃剂正朝着低污染、高纯度、高热稳定断开拓，氯类阻燃剂正朝着低污染、高纯度、高热稳定性、高含氯量性、高含氯量(72%(72%以上以上) )以及装置规模大型化等方向发以及装置规模大型化等方向发展，其代表产品是氯化石蜡一展，其代表产品是氯化石蜡一7070，氯化聚乙烯等，氯化，氯化聚乙烯等，氯化石蜡一石蜡一7070作为添加型卤类阻燃剂，质优价廉，原料易得，作为添加型卤类阻燃剂，质优价廉，原料易得，用途广泛，与磷类阻燃剂和金属氯化物阻燃剂等具有良用途广泛，与磷类阻燃剂和金属氯化物阻燃剂等具有良好的协同作用，市场需求较大，具有良好的开发利用前好的协同作用

48、，市场需求较大，具有良好的开发利用前景，值得大力开发景，值得大力开发13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类 溴类阻燃剂溴类阻燃剂: :溴类阻燃剂的分解温度大多在溴类阻燃剂的分解温度大多在200300200300，与各种高聚物材料的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻，与各种高聚物材料的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻，与气相及凝聚相同时起到阻燃作用，添加量最小，阻燃效与气相及凝聚相同时起到阻燃作用，添加量最小，阻燃效果最好，是目前应用最为广泛的阻燃剂。果最好，是目前应用最为广泛的阻燃剂。溴系阻燃剂种类繁多溴系阻燃剂种类繁多，从化合物结构上可将其分为溴代二，从化合物结构上可将其分为溴代二苯醚类、溴代苯酚

49、类、溴代双酚苯醚类、溴代苯酚类、溴代双酚A A类、溴代邻苯二甲酸酷类、类、溴代邻苯二甲酸酷类、溴代多元醇类以及其它新型溴系阻燃剂。目前，溴系阻燃溴代多元醇类以及其它新型溴系阻燃剂。目前，溴系阻燃剂主要是以添加型溴系阻燃剂为主，常用的有十溴联苯醚剂主要是以添加型溴系阻燃剂为主，常用的有十溴联苯醚(DBDPD)(DBDPD)、八溴联苯醚、八溴联苯醚(OBOPO)(OBOPO)、四溴联苯醚、四溴联苯醚(TBOPo)(TBOPo)、四、四溴双酚溴双酚A(TBA)A(TBA)、六溴环十二烷、六溴环十二烷(HBCD)(HBCD)、双、双( (三溴苯氧三溴苯氧) )乙烷。乙烷。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的

50、分类从化学键能得知：从化学键能得知：C CC C键能键能347.8kJ/mol347.8kJ/mol，C CH H键能键能414.8kJ/mol414.8kJ/mol， C CCl Cl 键能键能339.4kJ/mol339.4kJ/mol， C CBr Br 键能键能284.5kJ/mol284.5kJ/mol。所以。所以碳卤键较碳卤键较碳碳键容易断裂碳碳键容易断裂。 卤素元素的阻燃效果为卤素元素的阻燃效果为I IBrBrClClF F。C CF F键很稳定，难分解，故键很稳定，难分解，故阻燃效果差；碘化物的热稳定性差，所以工业上阻燃效果差；碘化物的热稳定性差，所以工业上常用溴化物和氯化物常

51、用溴化物和氯化物。 阻燃剂受热时则释出阻燃剂受热时则释出HXHX，从，从H HX X键键能看出：键键能看出：H HCl 433.54kJ/molCl 433.54kJ/mol，H HBr 365.8kJ/molBr 365.8kJ/mol，H HBrBr键的键能小于键的键能小于H HClCl键的键能，键的键能，HBrHBr捕获捕获游离基的能力比游离基的能力比HClHCl强强。( (含溴阻燃剂的效能比含氯阻燃剂的效能高。）含溴阻燃剂的效能比含氯阻燃剂的效能高。） 卤代烃类化合物中烃类阻燃效能顺序为：卤代烃类化合物中烃类阻燃效能顺序为：脂肪族脂环族芳香族脂肪族脂环族芳香族。但但脂肪族卤化物热稳定性

52、差脂肪族卤化物热稳定性差，加工温度不能超过，加工温度不能超过205205；芳香族卤化；芳香族卤化物热稳定性好较好，加工温度可以高达物热稳定性好较好，加工温度可以高达315315。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类优点优点: : 阻燃性能优良阻燃性能优良, ,长期广泛应用。长期广泛应用。问题问题: : 存在多烟、释放有毒和腐蚀性卤化氢气体等缺点存在多烟、释放有毒和腐蚀性卤化氢气体等缺点, ,潜藏潜藏着二次危害着二次危害. .用多溴二苯醚阻燃的高聚物在燃烧时用多溴二苯醚阻燃的高聚物在燃烧时, ,会产生有毒会产生有毒致癌物多溴代二苯并二恶英致癌物多溴代二苯并二恶英( PBDDs) ( PBDDs)

53、和多溴代二苯并呋喃和多溴代二苯并呋喃( PBDFs)( PBDFs)。一些欧洲国家对卤系阻燃剂的使用加以限制，力图。一些欧洲国家对卤系阻燃剂的使用加以限制，力图促进阻燃材料无卤化的进程促进阻燃材料无卤化的进程( (欧盟已从欧盟已从20062006年年7 7月月1 1日起在电子日起在电子产品中停止使用溴系阻燃剂产品中停止使用溴系阻燃剂) )。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类卤系（溴系和氯系）阻燃剂应用现状卤系（溴系和氯系）阻燃剂应用现状磷系阻燃剂磷系阻燃剂 有机磷系阻燃剂大都具有有机磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤、无卤等低烟、无毒、低卤、无卤等优点，优点，符合阻燃剂的发展方向，具有很好的发

54、展前景。有机磷系阻燃符合阻燃剂的发展方向，具有很好的发展前景。有机磷系阻燃剂包括剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯、有机磷盐磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯、有机磷盐，还有，还有磷杂环化磷杂环化合物及聚合物磷合物及聚合物磷( (膦膦) )酸酯等酸酯等，但应用最广的是磷酸酯和膦酸酯，但应用最广的是磷酸酯和膦酸酯，近年来磷系阻燃剂的研究，发展方兴未艾，每年报道很多，主近年来磷系阻燃剂的研究，发展方兴未艾，每年报道很多，主要集中在后面两种。要集中在后面两种。 磷酸酯中主要包括磷酸三甲苯酯（磷酸酯中主要包括磷酸三甲苯酯（TCPTCP）、磷酸甲苯二苯酯）、磷酸甲苯二苯酯（CDPCDP）和磷酸三苯酯（）和磷酸三苯酯（

55、TPPTPP）等，脂肪族磷酸酯中较重要的有）等，脂肪族磷酸酯中较重要的有磷酸三辛酯（磷酸三辛酯（TOPTOP）。）。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类磷酸酯通式。磷酸酯通式。R1,R2,R3R1,R2,R3为氢或者烷基，并且三者不全为为氢或者烷基，并且三者不全为H H。膦酸酯通式。其中膦酸酯通式。其中R1R1为烷基，为烷基，R2R2为烷基，为烷基，X X为烷基或烷氧基为烷基或烷氧基-OR-OR；当当X=ORX=OR时，时，R2R2也可以为也可以为H H 。由于膦酸酯分子中存在。由于膦酸酯分子中存在C CP P键，其键，其稳定性很好，有非常好的耐水性、耐溶剂性。稳定性很好，有非常好的耐水性、耐溶

56、剂性。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类磷系阻燃剂的作用机理磷系阻燃剂的作用机理： 阻燃剂高温下分解为阻燃剂高温下分解为磷酸和多聚磷酸磷酸和多聚磷酸，这些酸能产生熔融的，这些酸能产生熔融的粘性粘性表层来保护聚合物基质，使之不燃烧或氧化表层来保护聚合物基质，使之不燃烧或氧化，并且可使纤，并且可使纤维素脱水成炭，生成不燃的水蒸气和起保护作用的碳层。阻燃维素脱水成炭，生成不燃的水蒸气和起保护作用的碳层。阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解。另一方面能阻止化层的形成一方面能阻止聚合物进一步

57、热解。另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。 在气相中，在气相中，磷化合物是有效的火焰抑制剂磷化合物是有效的火焰抑制剂。它能产生。它能产生POPO游离游离基，尤其发生支链化反应时基，尤其发生支链化反应时, , 捕捉火焰中的捕捉火焰中的H H和和OHOH等游离基，等游离基，使反应链终止而使火焰熄灭使反应链终止而使火焰熄灭。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类磷酸酯类磷酸酯类在有机磷添加型阻燃剂方面，市场上已经开发成功并大量使用在有机磷添加型阻燃剂方面，市场上已经开发成功并大量使用的有机磷（膦）系阻燃剂有：的有机磷（膦）系阻燃剂有：常见的工

58、业磷酸酯常见的工业磷酸酯, ,可用于增塑剂、阻燃剂以及各种助剂等可用于增塑剂、阻燃剂以及各种助剂等缺点：磷（膦）酸酯产品多为液态，耐热性较差，且易挥缺点：磷（膦）酸酯产品多为液态，耐热性较差，且易挥发，与聚合物的相容性不太理想等发，与聚合物的相容性不太理想等。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类硅系阻燃剂硅系阻燃剂 硅系阻燃剂硅系阻燃剂因有害性低而引起人们关注，按组成和结构分因有害性低而引起人们关注，按组成和结构分为无机硅类和有机硅类阻燃剂，无机硅类主要是二氧化硅，为无机硅类和有机硅类阻燃剂，无机硅类主要是二氧化硅，它兼有补强和阻燃作用。机硅阻燃剂虽可用于多种不

59、同塑料，它兼有补强和阻燃作用。机硅阻燃剂虽可用于多种不同塑料，但由于价格较高，故宜选择性地应用于工程塑料或工程塑料但由于价格较高，故宜选择性地应用于工程塑料或工程塑料合金中主要包括聚硅烷、聚硅氧烷、聚有机硅倍半氧烷等，合金中主要包括聚硅烷、聚硅氧烷、聚有机硅倍半氧烷等，常用的是聚二甲基硅氧烷（常用的是聚二甲基硅氧烷（PDMSPDMS），近来聚有机硅倍半氧烷），近来聚有机硅倍半氧烷（POSSPOSS）。）。 二氧化硅阻燃机理二氧化硅阻燃机理：当高分子材料燃烧时形成二氧化硅覆：当高分子材料燃烧时形成二氧化硅覆盖层，起着隔热和屏蔽作用，由于阻燃效率不高，很少单独盖层，起着隔热和屏蔽作用，由于阻燃效率

60、不高，很少单独使用使用. .。13.3 阻燃剂的分类阻燃剂的分类有机硅阻燃机理有机硅阻燃机理：当高分子材料燃烧时，有机硅分子中的一：当高分子材料燃烧时，有机硅分子中的一SiSiO O键形成一键形成一SiSiC C键，键，生成白色残渣与碳化物复合无机层生成白色残渣与碳化物复合无机层，阻止燃烧生成的挥发物外逸，隔绝空气与基材的接触，防止阻止燃烧生成的挥发物外逸，隔绝空气与基材的接触，防止熔体的滴落，从而达到阻燃的目的。支化的聚苯基硅氧烷不熔体的滴落，从而达到阻燃的目的。支化的聚苯基硅氧烷不仅能够提高材料的阻燃等级，而且还可以降低热量释放速率，仅能够提高材料的阻燃等级，而且还可以降低热量释放速率，抑