阻燃剂的阻燃原理

我们所知道的阻燃材料可以通过化学或物理方法阻燃。如吸热、覆盖、抑制链反应、不燃气体窒息等，也可在溴、氯、磷、锑、硼等聚合物分子中添加阻燃元素。接下来，将简要分析以下阻燃方法：

1.凝聚相阻燃

防止聚合物在固相中的热分解，防止聚合物释放可燃气体，从而达到阻燃效果。阻燃剂在聚合物表面形成熔融玻璃或泡沫碳层，隔离热量和氧气，防止可燃气体逃逸，从而达到阻燃的目的。

2.中断热交换

将聚合物产生的热量带走而不反馈给聚合物，使聚合物不断分解，从而达到阻燃效果。阻燃剂在高温下发生强烈的吸热反应，吸收燃烧释放的部分热量，降低可燃表面温度，有效抑制可燃气体的产生，防止燃烧的蔓延。阻燃剂释放不燃气体，稀释分解可燃气体，将可燃气体浓度降低到燃烧极限以下；不燃气体也降低了燃烧区域的氧浓度，抑制了继续燃烧，以达到阻燃效果。

3、协同效应

每个组分的共同作用大于每个组分的单独作用之和。较典型的协同效应是锑.盐水协同作用，氧化锑(常见形)Sb：O。)与氯或溴阻燃剂一起使用。在气相中，氧化锑和卤素产生三卤化锑，三卤化锑是火焰的抑制剂，它捕捉火焰中的H·、HO·在自由基等自由基中，三卤化锑蒸汽可长期停留在燃烧区域，稀释可燃气体，覆盖聚合物表面保温，降低聚合物的分解温度和速度。产生的碳层可以关闭聚合物，防止可燃气体逃逸。还有一些卤化锑作为凝结相的催化剂和在凝结相表面作为自由基的捕获剂。还有其他协同作用，如氧化锑.非卤协同效应，磷.卤协同效应，氮一卤协同效应，磷.磷协同效应等。

4、吸热作用

任何燃烧在短时间内释放的热量都是有限的。如果能在短时间内吸收火源释放的部分热量，就会降低火焰温度，减少辐射到燃烧表面并作用于气化的可燃分子裂解成自由基的热量，在一定程度上抑制燃烧反应。在高温条件下，阻燃剂具有较强的吸热反应，吸收燃烧释放的部分热量，降低可燃表面温度，有效抑制可燃气体的产生，防止燃烧的蔓延。Al（OH）3阻燃剂的阻燃机理是在达到热分解温度之前，通过提高聚合物的热容量来吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这种阻燃剂充分发挥其结合水蒸气的吸热特性，提高其自身的阻燃能力。

5、覆盖作用

在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂可以在高温下形成玻璃或稳定的泡沫覆盖层，隔离氧气，具有隔热、氧气和防止可燃气体向外逃逸的作用，从而达到阻燃的目的。如果有机阻磷阻燃剂在加热时产生结构更稳定的交联固体或碳化层。碳化层的形成一方面可以防止聚合物进一步热解，另一方面可以防止其内部热分解产生物进入气相参与燃烧过程。

6.抑制链反应

根据燃烧链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区域，捕获燃烧反应中的自由基，防止火焰传导，降低燃烧区域的火焰密度，较终降低燃烧反应速度直至停止。如果含卤阻燃剂的蒸发温度与聚合物分解温度相同或相似，当聚合物热分解时，阻燃剂也会挥发。此时，卤素阻燃剂和热分解产物同时位于气相燃烧区域，卤素可以捕获燃烧反应中的自由基，防止火焰传播，降低燃烧区域的火焰密度，较终减慢燃烧反应速度直至停止。

7.不燃气体窒息

阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度稀释到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。