塑料制品重要添加剂——新型阻燃剂的研发正逐渐成熟
- 来源：塑料机械网整理发布
- 2019/9/26 10:06:21
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【塑料机械网 技术学堂】 阻燃剂在电子、建筑、交通、航天、运输、家具等领域应用广泛，随着越来越多领域对塑料阻燃性需求的扩大以及人们对生产生活安全以及环境保护的日益重视，对阻燃剂的要求逐渐提升，安全环保是当下所需主要特点。
阻燃剂也叫做耐火剂或防火剂，属于高分子合成材料的助推剂，以促使合成材料具有消烟性、自熄性及难燃性等，能够避免材料的燃烧以阻止或延缓火势蔓延。阻燃剂有多种类型，按使用方法可以分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂，卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)和非卤。有机是以溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂，无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系等阻燃体系；反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其优点是对聚合物材料使用性能影响较小，阻燃性持久。
常见阻燃剂种类
·卤系阻燃剂
卤系阻燃剂应用广泛、产量大、用量省、阻燃效果好、与高分子材料兼容性好、使用方便，常应用于热塑性材料及热固性材料。添加了卤素阻燃剂的材料在燃烧时会释放卤化氢，从中产生的自由基能够阻止燃烧链的传递，减缓燃烧速度，并且对产品本身影响较小。但是其缺点在于会产生具有腐蚀性及毒性气体，导致电路短路及其他金属物件的腐蚀，并且可能对人体呼吸道产生影响，也会造成大气污染。
·磷系阻燃剂
无机磷阻燃剂主要包括磷酸盐、红磷等，其中红磷阻燃剂本身具有抑烟、、无毒等优点，因而较受青睐。但是实际应用中发现使用了红磷阻燃剂的材料存在易氧化、易释放有毒气体等问题，且该阻燃剂与高分子材料相容性较差，在粉尘状态下还有导致爆炸的危险性，因而磷系阻燃材料的使用受到一定限制，目前使用的红磷阻燃剂混入金属氢氧化物进行改良，改善了高分子材料的毒性问题。
·镁系阻燃剂
氢氧化镁是一种无机阻燃剂，与其他阻燃剂相比，其原料来源、制备过程以及废物处理方面都有较好的效果。氢氧化镁的分解能、比热容与其他常规无机阻燃剂相比更有优势，使材料能耐受更高温度，还能提高生产速度。而且这种阻燃剂与其他相关阻燃剂间的复合能力较好，因而其应用广泛，拥有较大的市场潜力。
·铝系阻燃剂
氢氧化铝也是一种无机阻燃剂，是早期的阻燃剂种类，应用较为广泛，占到无机阻燃剂应用的80%以上。具有抑烟、填充、阻燃等功能，价格低、无毒害腐蚀性、不挥发，且能与其他物质协同作用。添加了该种阻燃剂的材料在燃烧中会产生水蒸气，抑制材料升温，稀释氧气和可燃气体，阻止火势蔓延。缺点是添加过多会对产品强度产生影响，并且由于其分解温度较低，因而只适用于加工温度低的聚合物。
阻燃剂的发展和研究
针对无卤阻燃剂的研发成为阻燃剂发展的新趋势，部分阻燃剂会燃烧中释放有害气体，因而降低材料燃烧时的毒气释放及产烟量成为科学家们关注的问题。此外，研究新型阻燃剂以提高材料的抗高温能力及防火性方面也受到关注。
近年来对于膨胀型阻燃剂的研发正在加强。这种阻燃剂在燃烧过程中产生的烟量较少，且不产生毒气，因而更安全环保。经过科学家研究，硼氮膨胀型阻燃剂表现出良好的防火性能，通过烟气分析也显示其在气相中有较好的抑制作用，其易于合成使用、低浪费，是代替有毒卤素阻燃剂的选择之一；另外磷氮膨胀型阻燃剂也获得了一定的肯定，应用于硬质聚氨酯泡沫中，使其的防火性能得到提升，并降低了毒性和烟量。
微胶囊化也是阻燃剂的研究方向。如为了克服传统红磷阻燃剂的缺点，采用微胶囊包覆工艺而制成的微胶囊化红磷，在保持了本身的优点之外，使加工中不产生有毒气体，其分散性、物理、机械性能、热稳定性及阻燃性能均有提高和改善。
除此之外，石墨烯参与的新型阻燃剂也已面世。石墨烯本身是一种具有良好屏障性能的二维碳材料，在聚合物中作为物理碳源增加其阻燃性能够减少在燃烧时产生的可燃气体的热释放和转移，目前研制出的石墨烯基杂化阻燃剂不仅能增强材料的机械性能，还能克服常规磷系阻燃剂引起的早期酸催化降解效应的问题，因而也具有良好的应用前景。
结语：关于阻燃剂的研究近年来越来越看重低污染、低烟量、低毒性，同时提高其阻燃效率、耐高温性以及减少对材料机械性能的影响也越来越重要。随着未来对新材料研究的进一步深入，新型阻燃剂的研产与应用进程也将获得发展，正越来越多地走入我们的生活中。
资料参考：百度百科、材料人
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