卤系阻燃剂阻燃机理
浅析高分子材料的阻燃技术
浅析高分子材料的阻燃技术随着工业技术的迅速发展，高分子材料材质的抗破坏能力和阻燃性能也越来越强。
但由于高分子燃料在燃烧过程中无法在很短的时间里释放出热量，有时候还可能产生很多的有毒物质，所以因高分子的阻燃性能仍然较低所造成的火灾事故还很频繁，由此而造成的各项经济损失也很大。
因此，如何进一步增强高分子材料的阻燃性能，还需要加大对其的研究力度。
本文将从高分子材料的燃烧及阻燃机理入手，通过分析高分子阻燃剂的种类，探讨高分子阻燃技术的实际应用以及未来的发展方向。
标签：高分子材料;阻燃技术;实际应用;发展方向1 高分子材料的燃烧和阻燃机理1.1 高分子材料的燃烧机理由于热量的影响，高分子材料的化学性质会产生极大的变化，能够分解挥发出许多可燃物质，受热分解的产物在固相和气相环境下又迅速分解。
若燃烧未遵守热平衡的原理，那么高分子就会伴随其产生的热量和燃烧的热量的改变而产生质的变化。
1.2 高分子材料的阻燃机理高分子材料的阻燃技术是针对于其燃烧机理而研发的。
如果高分子材料稳定燃烧，那么必须具有可燃性、稳定性，可以把重质物质隔离起来。
因而阻燃技术就是冷却、稀释材料进而达到阻燃的最终目的。
当前的高分子材料阻燃技术的主要方法是添加型，反应型利用较少，所以在阻燃材料的研究过程中，添加剂的应用成为重中之重。
2 高分子材料阻燃添加剂的种类2.1 磷系阻燃剂含卤磷酸醋在磷系阻燃剂中应用的最为广泛，它是在高分子受热降解的过程中促使高分子材料发生脱水碳化反应，一方面减少可燃气体，另一方面利用磷化合物不挥发的特性，隔绝或凝结碳化物，限制其与外界热量和空气的接触。
2.2 卤系阻燃剂卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，添加量少、阻燃效果显著。
含氯的阻燃剂主要有氯化石蜡、氯化聚乙烯等;含溴阻燃剂因阻燃效果较好，应用极为广泛，逐渐取代氯系阻燃剂。
卤系阻燃剂阻燃机理比较清楚，但其阻燃的同时，也带来了一些严重的问题，放出大量的有毒气体（如HCl，HBr等），卤化氢气体易吸收空气中的水分形成氢卤酸，具有很強的腐蚀作用，并产生大量的烟雾，这些烟雾、有毒气体和腐蚀性气体给灭火、逃离和恢复工作带来很大的困难。
阻燃剂分类及各类典型介绍
阻燃剂分类及各类典型介绍阻燃剂分类及各类典型介绍阻燃剂分类及各类典型介绍一、目前常用的阻燃剂按不同的分类方法可以分成3大类，具体分类如下：二、各类典型的阻燃剂1、氯系阻燃剂近来，氯系阻燃剂已部分为溴系阻燃剂取代，氯系在整个阻燃剂的消耗量中有所下降。
A、氯化石蜡（C20H24Cl18~C24H29Cl21）含氯量50％的主要用作PVC塑料的辅助增塑剂；含氯量70％的主要用作阻燃剂。
B、氯化聚乙烯一类含氯35%-40%，另一类含氯68%，无毒。
可用于聚烯烃，ABS树脂等。
它本身是聚合材料，因此作为阻燃剂使用时和树脂体系相容性好，不影响塑料的物理机械性能，耐久性良好。
2、溴系阻燃剂A、四溴双酚A性质：灰白色粉末。
熔点180-184℃，沸点316℃（分解）。
用途：广泛用作反应型阻燃剂以制造含溴环氧树脂和含溴聚碳酸酯以及作为中间体合成其他复杂的阻燃剂，也作为添加型阻燃剂用于ABS、HIPS、不饱和聚酯、硬质聚氨酯泡沫塑料、胶黏剂以及涂料等。
既可作添加型阻燃剂，又可作为反应型阻燃剂。
关注艾邦高分子，回复“阻燃”查看更多文章B、十溴二苯醚性质：白色微细粉末，溶点为304-309℃，溴含量大约83.3%，几乎不溶于所有溶剂，5%热量失重时温度大于320℃，热稳定性好。
用途：添加型阻燃剂，用途广泛；可用于PE、PP、ABS树脂、环氧树脂、PBT树脂、硅橡胶、三元乙橡胶及PET、PA6等材料的阻燃剂。
其与Sb2O3并用阻燃效果更佳。
缺点是耐侯性差，容易黄变。
3、磷系阻燃剂磷系阻燃剂包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。
A、无机磷系阻燃剂红磷、聚磷酸铵（APP)、磷酸铵盐、磷酸盐及聚磷酸盐等。
阻燃机理：燃烧时生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，覆盖于树脂表面，可促进塑料表面炭化成炭膜；聚偏磷酸则呈黏稠状液态覆盖于塑料表面。
这种固态或液态膜能阻止自由基逸出，又能隔绝氧气。
磷系与氮系及金属氢氧化物等阻燃剂都有协同作用，并用可产生协同阻燃和消烟效果。
高分子化学论文
高分子材料阻燃技术的研究摘要:本文从高分子材料的阻燃机理入手，阐述了高分子材料阻燃剂的分类，研究了高分子材料阻燃技术的进展情况。
关键词:高分子材料；阻燃机理；阻燃剂；进展前言高分子材料因其性能优异、价格低廉而被广泛地应用于各类建筑和人民生活的各个领域，但是大多数高分子材料属于易燃、可燃材料，在燃烧时热释放速率大，热值高，火焰传播速度快，不易熄灭，有时还产生浓烟和有毒气体，对人们生命安全和环境造成巨大的危害。
因此，如何提高高分子材料的阻燃性，已经成为当前消防工作一个急需解决的问题。
1高分子材料的燃烧及阻燃机理高分子材料在空气中受热时，会分解生成挥发性可燃物，当可燃物浓度和体系温度足够高时，即可燃烧。
所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程，涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应场及气相中的链式燃烧反应等一系列环节。
当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解，且分解产生的可燃物达到一定浓度，同时体系被加热到点燃温度后，燃烧才能发生。
而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。
当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时，高分子材料燃烧才能继续，否则将中止或熄灭。
从高分子材料的燃烧机理可看出，阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。
其中包括六个方面:提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。
目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。
一般阻燃机理分为气相阻燃机理、凝聚相阻燃机理和中断热交换阻燃机理。
燃烧和阻燃都是十分复杂的过程，涉及很多影响和制约因素，将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的，一种阻燃体系往往是几种阻燃机理同时起作用。
2高分子材料阻燃剂的分类阻燃剂是用于提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。
阻燃机理
塑料阻燃综述之三：阻燃剂的分类及其阻燃机理阻燃剂是一种能阻止有机物燃烧、减低燃烧速度或提高着火点的一种物质.用以提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。
阻燃剂主要用于阻燃合成和天然高分子材料（包括塑料，橡胶，纤维，木材，纸张，涂料等，但主要是塑料）。
阻燃剂分为反应型与添加型。
目前常用的阻燃剂产品均为添加型阻燃剂，其分类是按阻燃剂自身的化学组成来进行。
一.分类及机理1.卤系阻燃剂卤系阻燃剂也称含卤素阻燃剂，顾名思义卤系阻燃剂均含有卤族元素，主要是氯和溴。
卤系阻燃剂有着良好的阻燃效果，但其生产过程污染大，燃烧时发烟量大、有毒，产生腐蚀性气体，且使阻燃基材的抗紫外线稳定性下降，现基本属于禁止使用的淘汰产品。
含氯阻燃剂的代表是氯化石蜡，品种有42型、52型氯化石蜡,还有少量的70型氯化石蜡，其产量占我国阻燃剂总产量的69%。
含溴阻燃剂的代表是十溴二苯醚 (DBDPO)，还有六溴醚、八溴醚、聚2,6-二溴苯醚、四溴双酚A等。
卤系阻燃剂主要是通过气相阻燃发挥作用的。
气相阻燃是指在气相中进行的阻燃作用。
众所周知，材料热裂解时产生可与大气中的氧反应的物质，形成H2-O2系统，并可通过下述链支化反应使燃烧传播。
·H + O2→·OH+O··O + H2→·OH+H·但主要的放热反应为：·OH + CO→CO2+H·为了减弱或终止燃烧，应阻止上述链支化反应。
卤素阻燃剂的阻燃效应，首先就是通过在气相中抑制链支化反应实现的。
如果卤素阻燃剂中不含氢，通常是先在受热时分解出卤原子;如果含有氢，则通常是先分解出卤化氢。
MX→M·+X·MX→HX+M′·上述两反应式中的M·或M′·表示阻燃分子释放出X或HX后的剩余部分。
另外，反应生成的卤原子可与可燃物反应，生成卤化氢。
RH+X·→HX+R·真正影响链支化的阻燃剂是卤化氢，它能捕获高性能的H·及OH·,而生成活性较低的X·,致使燃烧减慢或终止。
PVC配方设计之阻燃剂知识大全
PVC配方设计之阻燃剂知识大全第一节概述大多数高分子材料,无论中天然的,还是合成的,遇火都会燃烧.阻燃剂就是一类能够防止材料被引燃或者抑制火焰传播的助剂.阻燃剂主要用于合成高分子材料或天然高分子材料的阻燃.在高分子材料中加工入阻燃剂﹐能够减少高分子材料的可燃性﹐能使高分子材料接触火焰时﹐燃烧迅速变慢﹐离开火源后能较快的自熄。
注意﹐含有阻燃剂的材料并不能成为不燃材料﹐它们只能减少火灾危险﹐而不能消除火灾危险。
对阻燃剂的要求是多方面的。
人们希望阻燃剂能在用量很低的情况下具有持久的阻燃作用﹔希望阻燃剂无毒﹐不会在燃烧时生成有毒气体和浓烟﹔希望阻燃剂具有较高的热稳定性﹐在遇火情况下不会分解或者挥发﹔希望基础树脂的力学性能和物理性能不会由于阻燃剂的使用而损失或降低。
应在材料的阻燃性及其它性能之间寻求最佳的性/价比（effect ratio /cost）﹐而不能过多地降低材料原有的良好性能为代价﹐来一味地满足阻燃性能过高的要求。
除此之外﹐在提高材料阻燃性的同时﹐应尽量减少材料的热分解或燃烧生成的有毒气体信发烟量。
在阻燃剂领域﹐阻燃和抑烟是相辅相成的。
阻燃剂主要是含磷﹑卤素﹑硼﹑锑﹑铅﹑钼等元素的有机物的无机物。
根据其使用方法﹐阻燃剂一般分为添加型和反应型两类。
添加型阻燃剂是在塑料加工过程中简单参加和混合在塑料中﹐主要用于热塑性塑料。
反应性阻燃剂是在聚合物合成过程中﹐作为一个组分参加反应﹐并键合到聚合物的分子链上﹐多用于热固性树脂。
有些反应型阻燃剂﹐也可在塑料的加工过程中添加。
按照化学结构﹐阻燃剂又可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两类。
无机阻燃剂包括铝﹑锑﹑锌﹑钼等金属氧化物﹑磷酸盐﹑硼酸盐﹑硫酸盐等﹔有机阻燃剂包括含卤脂肪烃和芳香烃﹑有机磷化合物﹑卤化有机磷化合物等。
阻燃剂按照起阻燃作用的主要元素还可分为卤素系阻燃剂﹑磷系阻燃剂以及铝﹑锑﹑硼﹑钼等金属氧化物阻燃剂﹔也可以按大的类别分为溴系﹑磷系﹑氯系和铝基﹑硼基﹑锑基阻燃剂等。
阻燃剂
阻燃剂的研究现状及发展前景【摘要】本文通过对阻燃剂相关文章的查阅，介绍了阻燃剂的分类和几种阻燃剂的阻燃原理，介绍了近几年阻燃剂的发展现状，通过对几种常见阻燃剂的利与弊的分析，对阻燃剂的发展做出了预测和展望。
【关键词】阻燃剂阻燃原理发展前景前言:随着工业技术的发展，各种合成材料被广泛的应用于日常生活、生产和社会建设的各个行业与领域，在国民经济建设中发挥着巨大作用。
但是合成材料一般易燃，为了解决这一问题，阻燃剂应运而生。
一、阻燃剂的分类和原理阻燃剂又称堆燃剂、耐火剂或防火剂，是一类以物理方式或化学方式在固相、液相或气相中发挥作用（如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应等）在燃烧过程的某个特定阶段如加热、分解、引燃或火焰的扩张阶段抑制甚至中断燃烧过程，从而赋予易燃聚合物难燃性、自熄性和消烟性的功能性助剂。
依应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
添加型阻燃剂直接与聚合物混配，加工方便，适应面广，是阻燃剂的主体；反应型阻燃剂常作为单体键合到集合物链中，对制品性能影响小且阻燃效果持久。
按有效元素分类，添加型阻燃剂主要包括磷系、卤系、膨胀型、硅氧烷类等。
放映型阻燃剂多我反应性官能团的有机卤和有机磷的单体。
此外，具有抑烟作用的钼化合物、锡化合物和铁化合物等亦属阻燃剂的范畴。
1 磷系阻燃剂：根据其使用的特性，磷系阻燃剂添加包含两种。
物理方法：在高分子材料混入或涂覆阻燃剂，以减少可燃材料的比例，这样可用阻燃剂将材料与氧化剂、热源隔开，以保护材料，以及覆盖在可燃材料表面；化学方法：用具有活性官能团的阻燃剂与可燃材料表面进行枝接反应，以获得阻燃效果。
目前，磷系阻燃剂的阻燃机理主要有以下几种。
1.1成碳机理磷系阻燃剂受热分解产生有吸水或脱水效果的强酸（如聚磷酸和焦磷酸等），主要作用是促进多羟基化合物脱水炭化，形成具有一定厚度的不易燃烧的碳层，将可燃材料与氧化剂、热源隔开，阻止物质和热量的传递，以阻断燃烧的进行。
1.2连锁反应阻止机理（热机理）以阻燃剂的热分解产生的气体为催化剂，与可燃材料热解产生的可燃性气体，从而中断可燃性气体的连锁反应。
卤系阻燃剂的研究进展
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提 出未来 卤系阻燃 剂的研 发方 向及｜ 重点。 其
关 键 词 ：卤 系 阻燃 剂 ： 阻燃 效 率 ； 阻燃 机 理
中图分类号 ：Ｑ ２ ． Ｔ ３５２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ １７ １ （０ ２ ０ — １９ Ｏ １０ － １９ ２ １ ） １０ ２ 一 ４
Ｐｅ ｓ ｃ ｉ ｅ ｆＨ ａｏ ｅ ａ ｅ ａ ｅ Ｒｅ ａ ｄａ ｔ ｒ ｐｅ ｔｖ ｓｏ ｌ ｇ ｎ ｔ ｄ Ｆｌ ｍ ｔ ｒ ｎ ｓ
卤系阻燃剂PPT课件
尽管溴化物的密度为相应氯化物的约2倍，但 达到同样阻燃级别时，以溴化物阻燃的高聚物 的密度仍比以氯化物阻燃的要低5-10%。
虽然溴化物较相应的氯化物昂贵，但就性能/价 格这一指标而言，溴系阻燃剂是其它阻燃剂难 以抗衡的。
为了防止卤系阻燃剂从基材中迁移，有不少反 应型溴系阻燃剂可供选用。在聚氨酯、环氧树 脂、不饱和聚酯及醇酸树脂中，都适宜采用反 应型阻燃剂，后者能牢固地键合入基材结构中， 不致有迁移的现象。
12
溴系阻燃剂的制备方法
绝大部分工业上应用的溴系阻燃剂系通过取代
反应制得：
+Br2(BrCl) AlCl3
Br
+HBr(HCl)
R
R
由卤代反应生成卤化物，一般需要光照下进行：
Br2 RCH3 + Br· RCH2·+ Br2
2Br· HBr+RCH2· RCH2Br+Br·
13
重要的工业溴系阻燃剂
6
溴化物制造工艺成熟，溴的来源充足，价格可 为用户承受。
缺点：溴系阻燃剂的严重缺点是降低被阻燃基 材的抗紫外线稳定性，燃烧时生成较多的烟、 腐蚀性气体和有毒气体。
7
溴系阻燃剂的阻燃机理
溴系阻燃剂的阻燃作用主要在气相中进行。 其主要原因是溴系阻燃剂受热分解能生成 HBr，而HBr能捕获传递燃烧链式反应的活 性自由基(如HO·，O·，H·），生成活性较 低的溴自由基Br·，致使燃烧减缓或中止。
8
RBr
Br + R
Br + R-CH3
HBr + R-CH2
HBr + H
H2 + Br
HBr + O HBr + HO
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卤系阻燃剂阻燃机理
卤系阻燃剂是一种常见的阻燃剂类型，在许多领域中被广泛应用。
卤系阻燃剂以卤素元素（如溴、氯）为主要成分，通过其特定的化学
性质发挥阻燃作用。
下面将详细介绍卤系阻燃剂的阻燃机理，以帮助
读者更好地理解和应用这种阻燃剂。
卤系阻燃剂的阻燃机理可以归结为以下几个方面：
1. 水合效应：卤系阻燃剂在高温下会发生水解反应，生成卤化氢
气体。
卤化氢气体在接触火焰时会发生水化反应，产生大量水蒸气，
从而吸收热量并稀释燃烧气体，减缓燃烧速度。
同时，由于卤化氢气
体的比重较空气大，它可遮蔽火焰的氧源，降低燃烧的氧含量，从而
抑制燃烧过程。
2. 气相抑制作用：卤系阻燃剂在高温下分解产生的卤素化合物
（如溴化氢、氯化氢等）与燃烧产物中的自由基发生反应，抑制其进
一步参与反应链的链传递过程。
这种链传递抑制作用可以阻断火焰的
扩散，减少火焰的温度和放热量，达到阻燃的效果。
3. 炭化层形成：卤系阻燃剂在高温下分解产生的卤化物可以与燃
烧物表面的有机物发生反应，生成气体和固体沉淀物。
这些固体沉淀
物在燃烧过程中可以形成一层炭化层，覆盖在燃烧物表面，起到隔热
和隔氧的作用，阻碍燃烧的进行。
综上所述，卤系阻燃剂的阻燃机理主要包括水合效应、气相抑制
作用和炭化层形成。
这些机理相互作用，共同发挥作用，从而抑制火
焰的传播和燃烧的进行，防止火灾的扩散。
在实际应用中，我们可以根据具体的情况选择适合的卤系阻燃剂，并合理调节使用剂量。
同时，还需要注意卤系阻燃剂的稳定性和毒性
问题，确保其安全使用。
此外，卤系阻燃剂的使用也可以与其他阻燃
机理相结合，如氮磷系阻燃剂和无机阻燃剂等，以提高阻燃效果。
总之，了解卤系阻燃剂的阻燃机理对于正确应用和选择合适的阻
燃剂具有重要意义。
在工程实践中，我们应该结合具体情况，综合考
虑各种因素，并在保证安全的前提下，合理利用卤系阻燃剂的阻燃作用，确保材料和设施的防火安全性。