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(jí)

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(jí)由HB、V-2、V-1向V-0逐級(jí)遞增，比V-0等級(jí)高的阻燃等級(jí)還有5V、5VB、5VA。

一般來說，人們會(huì)這么覺得，而且希望阻燃級(jí)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(cè)試方法存在局限性，得到的結(jié)論也是相對(duì)的。再者，一些應(yīng)用條件下，阻燃等級(jí)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(shí)如果使用V-2級(jí)別的塑料會(huì)優(yōu)于V-0等級(jí)的塑料。這是因?yàn)閂-2級(jí)別的塑料不會(huì)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(jí)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(gè)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(gè)品種。由于溴系阻燃劑具有阻燃效率高、用量少、對(duì)材料性能影響小、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、價(jià)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(guó)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(shí)會(huì)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(shí)會(huì)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(duì)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(shì)，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(shí)間所放出的熱量是有限的，如果能在較短的時(shí)間吸收火源所放出的一部分熱量，那么火焰溫度就會(huì)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(huì)減少，燃燒反應(yīng)就會(huì)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(shí)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(shí)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(shí)，阻燃劑也同時(shí)揮發(fā)出來。此時(shí)含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時(shí)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(shí)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(shí)也對(duì)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(shí)候PVC會(huì)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：hk6h.cn。