新型高分子材料阻燃剂的研究进展
高分子材料的阻燃技术探讨
高分子材料的阻燃技术探讨范春晖摘㊀要:高分子材料的价格低廉且性能优异ꎬ因而被广泛应用在生产生活中ꎬ但因为多数的高分子材料有着热值高㊁易燃㊁燃烧后产生有毒气体的特点ꎬ导致极易对人体健康和生命安全造成威胁ꎬ提升高分子材料的阻燃性能尤为关键ꎮ文章重点从ＣＮＴ(碳纳米管)材料阻燃技术㊁微胶囊技术㊁膨胀阻燃技术㊁化学反应阻燃技术四个方面来分析论述高分子材料的阻燃技术ꎮ关键词:高分子材料ꎻ阻燃技术ꎻ膨胀阻燃技术㊀㊀高分子材料属于一种聚合物材料ꎬ其燃烧过程是一个较为复杂的热氧化反应ꎬ当聚合物质与空气中的氧气发生反应后ꎬ可燃物质的浓度与温度会在短时间内扩散ꎬ继而引发大型火灾ꎮ基于此ꎬ高分子材料的阻燃问题一直被高度重视ꎬ旨在研发出新型的阻燃材料技术ꎮ就当前阶段高分子材料阻燃技术的研究进展来看ꎬ在长期的研究过程中ꎬ已经掌握了较多的实用性技术ꎬ如微胶囊技术㊁膨胀阻燃技术等ꎬ均具有良好的应用效果ꎬ可以很好地保障高分子材料的使用安全性ꎮ文章重点对ＣＮＴ(碳纳米管)材料阻燃技术㊁微胶囊技术㊁膨胀阻燃技术㊁化学反应阻燃这四种技术作一分析探讨ꎬ现作如下的论述ꎮ一㊁ＣＮＴ材料阻燃技术的应用纳米技术在高分子材料中的应用十分广泛ꎬ为高分子材料阻燃带来了新的技术突破ꎬ比如ＰＳ/ＯＭＭＴ纳米复合阻燃技术便是在纳米基础上所研发出的一种新型技术ꎮ长期的实践研究发现ꎬ将纳米结构加入至高分子材料时ꎬ会使高分子材料的内部结构发生较大的变化ꎬ可以很好地提升阻燃性能ꎮ就目前应用于纳米添加剂的材料来看ꎬ最为普遍的是石墨㊁层状硅酸盐㊁碳纳米管ꎮ以其中的碳纳米管为例ꎬ其是一种由碳原子二维六方晶格组成的纳米材料ꎬ是碳的同素异形体之一ꎮ因为碳纳米管特殊的纳米结构和原子间键合强度ꎬ让其有着良好的化学稳定性能和高导电性能ꎬ应用范围较为广泛ꎮ有研究发现ꎬ若是可以在高分子材料中添加ＰＳ和ＯＭＭＴꎬ并将这两种元素制作成ＰＳ/ＯＭＭＴꎬ则可以很好的提升高分子材料的阻燃性能ꎬ尤其是ＰＳ在燃烧过程中的放热率可以快速下降ꎬ能够有效避免热反馈现象的发生ꎬ这对于控制火焰燃烧与扩散均有十分重要的意义ꎮ目前来看ꎬＣＮＴ材料阻燃技术在多个行业中均有良好的应用效果ꎬ尤其是在汽车制造行业的应用更为普遍ꎬ值得推广应用ꎮ二㊁微胶囊技术的应用微胶囊技术属于一种重要的高分子材料阻燃技术ꎬ其是依托于单壁碳纳米管相关结构成分所得出的结果ꎬ微粒囊式的阻燃剂在当前有着十分广泛的应用ꎮ目前来看ꎬ微粒囊阻燃主要是将阻燃剂放置到胶囊中ꎬ这种胶囊往往都是以纳米为单位ꎬ材料则以两种为主ꎬ即人工高分子材料和天然高分子材料ꎮ人工高分子材料的代表是聚苯乙烯和聚酯ꎬ天然高分子材料的代表是纤维素和蛋白质这两种ꎮ当高分子材料在使用过程中发生燃烧现象后ꎬ胶囊中的阻燃剂可以在高温状态下溢出ꎬ继而阻止燃烧反应ꎮ需要注意的一点是ꎬ微胶囊技术涉及较多的专业知识ꎬ其中很多的细节性因素会直接影响和决定阻燃效果ꎬ比如胶囊壁的厚度㊁体积和阻燃剂的量ꎮ因此ꎮ在实际制备微胶囊时要对诸多因素均加以考量ꎬ严格控制制备过程中的细节因素ꎬ以此确保微胶囊技术可以发挥最佳的阻燃效果ꎮ三㊁膨胀阻燃技术的应用膨胀阻燃技术在高分子材料阻燃中的应用较为广泛ꎬ对降低火灾悲剧发生风险有十分关键的意义ꎮ就膨胀阻燃技术的原理来说ꎬ当发泡剂和炭化剂等高分子材料处于受热状态时ꎬ会在自身表面快速形成一层炭层ꎬ这一炭层可有效隔离高温和熔化ꎮ随着近年来膨胀阻燃技术的发展ꎬ其在建筑行业中的应用越来越广泛ꎬ可以与建筑装修中的装饰材料㊁涂料及电缆防护线等融合起来ꎬ对控制高分子材料燃烧和降低火灾影响力有重要的意义ꎮ四㊁化学反应阻燃技术的应用化学反应阻燃技术是指通过特殊物质的化学反应来改变高分子材料的分子链结构ꎬ可确保分子链结构中含有阻燃因素ꎬ能够最大限度降低高分子燃烧风险ꎮ目前来看ꎬ化学反应阻燃技术最为常用的技术种类是辐射交联ꎬ这一技术可以通过射线来对高分子材料形成辐射作用ꎬ继而实现改变高分子材料分子链的目的ꎬ应用效果十分显著ꎮ在近年来的发展中ꎬ化学反应阻燃技术的实用性得到了很大程度的提升ꎬ除交联方式之外ꎬ还可以通过共聚技术和接枝技术来加以应用ꎮ一旦发生火灾后ꎬ高分子材料可以在化学反应作用下形成起防护作用的炭层ꎬ将整个材料由内而外地包裹起来ꎬ可确保高分子材料不被继续燃烧ꎮ在长期的实践应用中发现ꎬ化学反应阻燃技术的应用较为方便ꎬ在多种环境下均可以有效使用ꎬ且可以降低对周围环境的污染与破坏ꎬ这让其应用范围日益广泛ꎮ五㊁结语高分子材料的阻燃技术可以很好的抵御火灾隐患ꎬ目前所使用的ＣＮＴ材料阻燃技术㊁微胶囊技术㊁膨胀阻燃技术㊁化学反应阻燃技术均有良好的应用效果ꎬ值得进一步推广和应用ꎮ为进一步发挥相关阻燃技术的优势ꎬ后续要进一步加大研究力度ꎬ掌握更多有关于高分子材料的阻燃技术ꎬ以此更好的抵御火灾隐患ꎬ保障人民群众的生命财产安全ꎮ参考文献:[１]林修煌ꎬ李治农ꎬ陈明锋ꎬ等.含磷聚硅氮烷聚合物的制备及热稳定性能与阻燃应用[Ｊ].高分子材料科学与工程ꎬ２０１９ꎬ３６(９):５４－５８.[２]张元ꎬ黄秋洁.低烟无卤阻燃电缆料的研究现状分析[Ｊ].广州化工ꎬ２０１９ꎬ４８(１９):２７－２８.[３]魏平.高分子材料阻燃技术运用与发展探究[Ｊ].化工管理ꎬ２０１８ꎬ５７６(３３):１１６－１１７.作者简介:范春晖ꎬ扬州天启新材料股份有限公司ꎮ８５１。
建筑用高分子保温材料阻燃剂的研究
要 求。 目前 ，国 内对 于 建筑产 企业 也 越 来 越 多 ，
阻燃 剂 的发 展 已经 由传 统 的 卤系 向微 胶 囊 、纳 米 化 等 高端 技术 发展 。
ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ， ｓ ｅ ｖｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ｐｅ ｆｏｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄｓ ｆ ｏｒ ｃ ｏ ｍｍ ｏ ｎ ｕｓ ｅ ｗｅ ｒ ｅ ｄｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂｅ ｄ． Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ａ ｌ ｓ ｏ ｐｕｔ ｆ ｏｒ ｗａ ｒ ｄ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ａ ｎｄ ａ ｄｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ｄｅ ｖｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎｔ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｆ ｌａ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎｔ ；ｍ ｅ ｃ ｈａ ｎｉ ｓ ｍ；ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎｇ ｍｅ ｔ ｈｏｄ ｓ ；ｉ ｎｓ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ
面 开 展 ，节 能 工程 的 日益 规 范 ，使 得 性 能优 良的 各种 高 分子 保 温材 料 的应 用越 来越 广 泛 ：另 一 方 面 由于 外墙 外 保 温 材 料 引起 的 火 灾 事故 频 发 …，
许 多 事故 的起 因都是 由易燃 的高 分子 材料 引起 的 ， 因此 外墙 外保 温 的 防火性 能研 究越 来 越 受到 重视 。
新型 建 材
建筑用高分子保温材料 阻燃剂 的研究
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ｕｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｌａ ｆ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄａ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｐ ｏｌ ｙ ｍｅ ｒ ｉ ｎｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ
高分子材料的热稳定性与阻燃性能研究
高分子材料的热稳定性与阻燃性能研究高分子材料一直是工业发展中不可或缺的材料之一。
它们以其良好的加工性能和丰富的性能特点，在各个领域得到广泛应用。
然而，由于高分子材料在高温和火灾条件下的性能表现不佳，阻碍了它们在一些关键领域的应用。
因此，研究高分子材料的热稳定性和阻燃性能就显得尤为重要。
首先，热稳定性是高分子材料在高温环境下性能稳定的能力。
在高温下，高分子材料很容易发生降解、氧化、老化等反应，导致性能下降甚至失效。
因此，研发具有良好热稳定性的高分子材料对提高材料的耐用性和可靠性至关重要。
在研究高分子材料的热稳定性时，人们一直致力于寻找适合的稳定剂。
通常，稳定剂可以通过两种方式提供热稳定性。
首先，稳定剂可以作为自由基的捕获剂，阻止高分子材料在高温下发生自由基反应。
其次，稳定剂还可以通过抑制高分子材料中的氧化反应或粘接反应来提高其热稳定性。
随着科学技术的不断发展，一些新型的稳定剂逐渐被发现和应用，例如有机锡化合物、富勒烯及其衍生物等。
这些稳定剂在增强高分子材料的热稳定性方面表现出良好的应用前景。
与此同时，高分子材料的阻燃性能也是研究的焦点之一。
高分子材料在遭遇火灾时，容易燃烧并释放有毒气体和大量热量，给人身和环境带来极大的危害。
因此，提高高分子材料的阻燃性能具有重要意义。
阻燃材料的研究可以分为三个方向：阻止火焰的形成、减缓火焰的蔓延和降低火焰的热释放。
研究者们通过调整高分子材料的结构和添加阻燃剂来提高其阻燃性能。
常用的阻燃剂包括无机阻燃剂和有机阻燃剂。
无机阻燃剂通常在高温下，通过吸热分解形成非燃性产物，从而降低火焰的温度和热释放速率。
而有机阻燃剂则通过抑制高分子材料燃烧的化学反应链或在高温下分解，生成难燃气体来达到阻燃的目的。
但是，目前绝大部分阻燃剂都存在着对环境的毒性和难降解性等问题，因此研发环境友好型的阻燃剂已成为当下的研究热点。
热稳定性和阻燃性能往往是密不可分的。
在提高高分子材料的阻燃性能时，研究人员通常也要考虑其热稳定性。
含磷高分子阻燃剂的研究进展
塑料助剂
２ ０ １ ５年第 ２期（ 总第 １ １ ０期 ）
含磷高 分子阻燃剂的研究进展
廖逢辉 王通文 王新龙
（ 南 京 理工 大学 化 工 学 院 ，南 京 ，２ １ ０ ０ ９ ４）
摘 要
含磷 高分子 阻燃 剂是 一种无 卤、 无毒 、 低烟、 阻燃性 持 久的 阻燃剂 ， 因其 阻燃 效果较 佳被 大
高分 子材料 在 日常生 活 中已经被人 们 广泛应
用， 但 是大 多数 高分子 材料 具有较 高 的易燃 性 ， 其 导致 的火灾 事故 造 成 的损 失 较 大 ， 因此 高 分 子材
化合 物受 到越来 越 多研 究 人 员 的 重视 ， 其 中双 螺
环含 磷 阻燃剂 主要 是 由季 戊 四醇及 含磷 化合 物反 应制 备得 到 ， 因其 分 子 中含 有 大 量 碳 原子 且 磷 含
量 用于聚合 物 的 阻燃 改性 中。本 文综 述 了近年 来 国 内外含磷 高分子 阻燃 剂分子 结构 与性 能及其 研 究进 展， 并 对其 未来 的发展 方 向进 行 了展 望。 关 键词 含磷 高分子 阻燃剂 分子 结 构 性 能
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ６ ２ ９ ４ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ ０ ２
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｎ ａ ｍｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎ ａ ｍｉ ｎ ｇ ， ２ １ ０ ０ ９ ４ ）
Ｔｈ ｅ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｐｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ Ｆｌ ａ ｍｅ Ｒｅ ｔ ａ ｒ ｄａ ｎ ｔ Ｃｏ ｎｔ ａｉ ｎｉ ｎ ｇ－ Ｐｈ ｏ ｓ ｎ ｇ ｈｕ ｉ Ｗａ ｎ ｇ Ｔｏ ｎ ｇ ｗｅ ｎ Ｗａ ｎ ｇ Ｘｉ ｎ ｌ ｏ ｎ ｇ
溴代聚苯乙烯阻燃剂制备方法研究进展
溴代聚苯乙烯阻燃剂制备方法研究进展聚合物最有效的阻燃添加剂之一是卤系化合物。
小分子溴系阻燃剂因易析出、易迁移、热稳定性差等缺点给环境造成危害,而高分子型溴系阻燃剂因具有独特的热稳定性和不喷霜、不迁移等优点,深受用户青睐,成为人们研究开发的重点之一。
就今后几年来看,一些高效和低毒的现售溴系阻燃剂、能与高聚物接枝和作为反应中间体的溴系阻燃剂、适用于工程塑料和能满足某些特殊要求(如耐高温、抗紫外、难迁移)的高分子量溴系阻燃剂将会得到重视和发展。
溴代聚苯乙烯(ＢＰＳ)作为添加型高分子阻燃剂,具有良好的阻燃效果和热稳定性,可在315℃下长期使用,是ＰＥＴ、ＡＢＳ、尼龙等热塑性工程树脂加工的理想阻燃剂;溴代聚苯乙烯燃烧时不释放二口恶英等致癌物,是多溴二苯醚(ＰＢＤＰＯ)类阻燃剂的代用品。
目前,世界各国都在积极研究具有高热稳定性且价格性能比低的溴代聚苯乙烯的生产方法。
溴代聚苯乙烯的热稳定性与溴代聚苯乙烯中α-烷基溴(或氯)化物的含量有关,其含量越高溴代聚苯乙烯的热稳定性越低。
为了达到较好的价格性能比,以聚苯乙烯为原料进行溴代反应的研究,主要集中在改变苯环溴代的催化剂、溴代反应所用溶剂、合成反应温度、溴化试剂等方面,以期得到高热稳定性的产品。
本文作者对溴代聚苯乙烯的生产方法进行比较,并介绍一种新的高热稳定性溴代聚苯乙烯的制备方法。
1聚苯乙烯苯环溴代法聚苯乙烯苯环溴代法是目前报道的有关制备溴代聚苯乙烯普遍采用的方法,Ｆｅｒｒｏ公司采用该方法生产三个牌号的溴代聚苯乙烯。
其中Ｐｙｒｏｃｈｅｃｋ60ＰＢ、Ｐｙｒｏｃｈｅｃｋ68ＰＢ为高分子量ＢＰＳ,ＰｙｒｏｃｈｅｃｋＬＭ为低分子量ＢＰＳ[1],它们的生产工艺相同,{TodayHot}但所采用的聚苯乙烯原料的分子量有所差别。
一般的聚苯乙烯苯环溴代反应有溶剂法和非溶剂法两种。
溶剂法是将聚苯乙烯配制成溶液,再与溴反应,由于是均相体系,反应易于控制,溴损耗量少,所得产品质量也好。
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。
浅谈高分子材料阻燃技术
根据高分子材料燃烧的特点，可以采用各种不同方式阻断其燃烧过程的进行，从而达到阻燃的目的。
随着高分子材料的迅速发展，对于阻燃技术、阻燃机理的研究也日益广泛深入。
在气相阻燃、凝聚相阻燃和中断热交换阻燃机理方面，人们做了各种阻燃技术的研究探讨。
近年来，如复合阻燃、协效阻燃、大分子阻燃等阻燃技术得到一定程度的发展。
1 复合阻燃技术1.1 层状双氢氧化物(LDH)层状双金属氢氧化物(LDHs)为层状无机纳米材料，与氢氧化铝(Al(OH)3,亦称水合氧化铝，ATH)和氢氧化镁(Mg(OH)2,亦称水合氧化镁，MH)具有相似的组成和结构，兼具两者的优点，且其本身不含有任何有毒物质，因此是一种理想的阻燃和抑烟型绿色阻燃剂。
LDHs的阻燃机理为LDH在燃烧过程中可以分解成CO2、H2O、金属氧化物等。
一方面，CO2和H2O可以稀释可燃气体和O2,降低燃烧时的温度；另一方面，金属氧化物有利于炭层的形成，起到隔绝O2和热量的作用，进一步降低基材的降解速率[1]。
LDHs在阻燃领域具有较好的应用前景。
1.2 纳米金属有机框架材料(MOFs)MOFs是由有机配体与金属离子或团簇通过自组装的方式形成的具有网状结构的有机-无机杂化多孔材料,其结构见图1。
MOFs的设计具有灵活性，结构具有可调性。
不论是针对有机配体还是金属配位物，只要经过合理的改性设计都可获得具有某种特定性能的MOFs, 这预示着MOFs具有广阔的应用前景。
图1复合材料中加入MOFs能显著提高热稳定性和阻燃性。
在MOFs质量分数仅为2%的情况下，复合材料的热释放速率峰值(PHRR)分别降低超过14%和28%,因此MOFs可用作填料来改善聚合物的阻燃性能。
MOFs还会抑制燃烧过程中毒性CO和苯乙烯低聚物的释放，这意味着气相降解产物的毒性将降低[2]。
1.3 石墨烯(GNS)GNS是一种单层碳原子组成的二维纳米片层材料，图2为GNS及氧化石墨烯(GO)的结构示意图。
阻燃剂研究与应用进展及问题思考
阻燃剂研究与应用进展及问题思考一、本文概述阻燃剂作为一种重要的化学助剂，广泛应用于各类材料中以提高它们的阻燃性能，对于保障人们的生命财产安全具有极其重要的意义。
随着科技的发展和环保要求的提高，阻燃剂的研究与应用面临着越来越多的挑战和机遇。
本文旨在对阻燃剂的研究与应用进展进行系统的综述，分析当前阻燃剂发展中存在的问题，并提出相应的思考和建议。
文章首先回顾了阻燃剂的发展历程，然后重点介绍了阻燃剂的分类、阻燃机理、研究方法及其在各个领域的应用情况。
在此基础上，文章进一步探讨了阻燃剂在应用过程中存在的问题，如环境污染、阻燃性能与材料性能的平衡、阻燃剂的耐久性等，以期为未来阻燃剂的研究与应用提供有益的参考和启示。
二、阻燃剂的研究进展阻燃剂的研究在近年来取得了显著的进展，这主要得益于新材料技术的发展和对火灾安全问题的持续关注。
阻燃剂的研究领域广泛，涵盖了无机阻燃剂、有机阻燃剂以及纳米阻燃剂等多个方面。
无机阻燃剂以其良好的热稳定性和无毒无害的特性受到广泛关注。
其中，金属氧化物、氢氧化物等无机阻燃剂在聚合物材料中的应用已经得到了深入研究。
它们通过吸收热量、释放水蒸气等方式，起到阻燃作用。
无机阻燃剂与其他阻燃剂的复合使用，进一步提高了阻燃效果和材料的综合性能。
有机阻燃剂方面，磷系阻燃剂和卤系阻燃剂是研究热点。
磷系阻燃剂主要通过在燃烧过程中形成磷酸或偏磷酸等玻璃状物质，覆盖在材料表面，隔绝氧气和热量，从而达到阻燃效果。
卤系阻燃剂则通过在高温下释放卤化氢等自由基抑制剂，中断燃烧链反应。
然而，卤系阻燃剂在使用中可能会产生有毒气体，因此在环保要求日益严格的今天，其应用受到了一定限制。
纳米阻燃剂是阻燃剂领域的新兴研究方向。
纳米材料具有独特的物理化学性质，如大比表面积、高活性等，使得纳米阻燃剂在阻燃性能方面表现出优异的效果。
例如，纳米金属氧化物、纳米碳材料等，在聚合物中添加少量即可显著提高阻燃性能。
然而，纳米阻燃剂的制备成本高、分散性差等问题，限制了其在实际应用中的推广。
国内外无卤阻燃剂的研究进展
领域 争论 的焦 点。有资料显示 ， ２ ０ 在 ０１
年欧洲 电子电气行业所用 的 ４ ０ｔ ５ ｋ 阻燃
塑 料 中 ， ２４ ｔ 占 ５ ％ ） 无 卤 的 ， 有 ６ ｋ（ ９ 是 只
燃性能 、 与聚烯烃相容性 和加工性 能会 得到改善 ， 很可能从根本 上解决其高 填 充量 给聚 烯烃 材料 的力学 性能 带来 的 严重破坏 。瞿保钧等已成功地用一种简 单 的方 法 可控合 成 了针状 或者 片状 的 纳米氢氧化镁 ， 并且 已从 实验室合成 扩 大到中试生产㈣。 形貌研究表 明， 制备 的 针 状氢氧化镁的长轴约为 １０ ｍ，短轴 ０ｎ 约为 ｌｎ 薄片状氢氧化镁 的长宽均小 Ｏ ｍ；
年 ， 士科 学家发现 多溴二苯醚及 其 瑞 ， 阻燃 的高 聚物 的热裂 解 和燃 烧 产物 中 含有致 癌物 四溴代 双苯 并二 嗯烷 （Ｂ Ｐ— Ｄ ） 多溴代苯并 呋喃 （Ｂ Ｆ ， Ｄ和 Ｐ Ｄ ）更是 给
受热 时分 解吸 热 ， 降低 火焰 温度 ； 分解 释 放 出水 蒸气 ， 稀 释可燃 气体 ； 并 脱水
Ｓｌｍ公 司 生 产 的 两 种 牌 号 分 别 为 Ｍ — ｏｅ ｉ
场竟有 １５名消防队员 被毒烟熏倒 。美 ２
国“ ．１事件和韩 国地铁火灾事故 中大 ９１ ” 量的人员伤亡 ， 主要也是 由于材料燃烧
ｃａ１０ ｒｌ ０和 Ｍ ｅ ５ ０的 细 粒 氢 氧 化 ０ ｉ ￣１０ ｒ
过程 中产生大量有害烟雾造成 的。１ ８ ９６
性能优 良的表 面改性剂 ， 对氢氧化镁 进
燃 还更 为重要 ， ， 如 广泛 应用 的 Ｐ Ｃ等 Ｖ 材料 。 美国的一份统计资料表明： 在一些
行表面改性 ， 是氢 氧化 镁使用前 的首要 工作 ， 目的是使 粒子 的表 面活性提高 ， 改 善分 散性 ，提高 与高 分子材 料相 容
高分子体系阻燃剂的研究新进展
用，美 化和方便了人们 的环境和 生活 ，获 得了显著 的经济效益
和社会效益 ，它 已逐步代替 了传统材料 。但是大多数高分子材
的战略措施之 一 ，阻燃材 料（ 特别 是阻燃高分子 材料） 阻燃技 和
术正成为全球 研究的热点 。我 国的阻燃 技术基本上与 国外先 ｊ 进 国家保持 同一 水平 ，各种阻燃制 品的难燃 要求也是参照发达 国家 的同类标 准制 定出来的 ，然而我 国阻燃 制品总量 以及使用 的场所远远落 后干 发达 国家水 平。例 如 ，美国 ９ ０年代末期 ，阻 燃塑料制 品占其塑料总使 用量 的 ４ ％左 右 ，而我国连 １ ０ ％还不 到 ，从而可 以预 测阻燃聚合物 材料在 国内具有 广阔的发展空 ｊ
高分子材料 具有优 良的性能 ，其应 用范 围越 来越广 ，特别 是在建筑 、交通 、家具、 电子 电 ，美 国火灾致死 人数降低了 ３ ％，受伤人数降低了 ４ ％。 ９ ７ 其 中对美 国加利福 尼亚州来说 ，此两个数字则分别降低 了 ６ ％ ４ 和 ７％。现在人们 日益认识到 ，合理地对材料 阻燃是减少火灾 ２
维普资讯
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２０ 年 第 １ ０７ ２期 第３ ４卷 总第 １６ ７ 期
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黄铭 生 ，罗颖
（．广 州 市公 安消 防支 队 ，广东 广 州 ５０ ６ ；２ １ １６０ ．华 南农 业大 学 理 学 院 应 用化 学 系 ，广 东 广州 ５０ ４） １６２
Ｎ ｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｄｅ ｅ ｏ ｗ ｓ ａ ｃ ｖ ｌ ｐｍ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｆｌ ｍ ｅ Ｒｅ ａ ｄａ ｎ Ｐｏ ｙｍ ｅ ｓ ｎｔｏ ｈ ａ ｔ ｒ ｎｔｉ ｌ ｒ
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新型高分子材料阻燃剂的研究进展
摘要：目前，很多高分子材料所具有的阻燃性能不太理想，为了制备高效阻
燃性能的高分子材料，可以借助物理或化学的方法对其进行共混、掺杂或接枝改
性等。
阻燃高分子材料一般可以分为本征型和添加型两种。
通过分子设计的方法，先制备出含有氮(N)、磷(P)、硅(Si)等原子的可聚合单体，再通过聚合反应将N、P、Si等元素引入聚合物的主链，这是制备本征型阻燃高分子材料通用的方法；
利用物理方法，将阻燃剂添加到没有阻燃性能或阻燃性能比较差的高分子基体中，通过阻燃剂的阻燃效果，使高分子材料的阻燃性能得到很好的改善，这是制备添
加型阻燃高分子材料常用的方法。
与前者相比，后者在实际的科学研究和工业化
生产中得到更为深入的探索和广泛的应用。
基于此，本篇文章对新型高分子材料
阻燃剂的研究进展进行研究，以供参考。
关键词：新型高分子材料；阻燃剂；研究进展
引言
传统的阻燃剂按照组成分为卤系、磷系、硼系、氮系、氢氧化物等，由于其
添加量较大、部分阻燃剂需要复配才能达到较好的阻燃效果、甚至燃烧会产生有
毒气体，因此寻找一种环境友好型、燃烧无烟无毒、低添加量的阻燃剂显得尤为
重要。
高分子材料自发现以来在现代社会中无处不在，由于其出色的耐化学性以
及良好的电绝缘性使得高分子材料在建筑、汽车、电子以及航空航天领域得到广
泛的应用。
然而，大多数高分子材料（见表1所示）本质上是可燃的，极限氧指
数（LOI）低，不能通过UL-94燃烧等级测试，它们的大量使用必然会对人类的
生命和财产带来巨大的火灾威胁。
因此，用于开发和制造阻燃高分子材料的高效
阻燃剂变得尤为重要。
1高分子材料介绍
近年来，高分子材料发展迅速，在各个工业领域中也发挥着越来越重要的作用。
高分子材料为工业、农业以及人类生活提供许多使用广泛、日新月异的新材
料和新产品，它使机械产品从传统的笨重、耗能向安全轻便、经济耐用方向转变。
2超支化聚合物的合成方法
2.1AB2单体的阶梯式聚合
AB2单体法制备超支化聚合物的反应过程不繁琐，产物易控，不会形成气凝胶，但最大的缺点就是单体并不易于制备。
由于生产超支化聚合物时，通常须先
生产出单体，AB2单体的生产过程往往必须进行多步骤反应，因此制备纯化的流
程通常都相当复杂，这种缺点也使得AB2单体法的使用范围受到了极大的限制。
将AB2型单体二羟甲基丙酸(DMPA)在环氧氯丙烷(ECH)中反应得到了1-4代聚合物，通过增加HBP（超支化聚合物）反应代数，控制HBP的羟基数量呈指数型增长，在第4代聚合物中得到了含有48个端羟基的HBP，对HBP末端官能团进行改性，可赋予HBP薄膜不同的使用性质。
2.2A2+B3型单体聚合与偶合单体法
A2+B3型单体聚合和偶合单体法就可解决AB2单体聚合中单体的制备比较困
难问题。
A2+B3型单体聚合可看成多步反应，反应首先生成AB2类型的单体，然
后AB2类型的单体迅速聚合，生成A2+B3类型单体。
A2+B3型单体聚合与AB2单
体聚合的区别在于其很容易产生凝胶，可用来生产高分子质量的超支化聚合物。
而偶合单体法既可得到大量的AB2型单体，又可以避免凝胶的出现，扩大了超支
化聚合物的使用范围。
通过典型的A2+B3聚合反应，合成出了新型的超支化阻燃剂，不仅提高了材料的阻燃性能，还提高了材料的韧性。
3新型高分子材料阻燃剂的研究进展
3.1含膨胀型阻燃剂的硼化合物
膨胀型阻燃剂由于具有独特的阻燃机理，最近被众多研究者所关注。
而硼化
合物同样被用作不同类型的膨胀型阻燃剂的协效剂。
详细解释了ZnB和基于APP
的膨胀型阻燃体系的相互作用。
ZnB通过多磷酸链和Zn原子之间的相互作用交联
促进了炭的形成，这增加了可用于与碳化剂进行酯化反应的多磷酸的量。
简而言之，硼化合物显示出与各种IFR系统的协同相互作用。
硼化合物在达到一定的添
加量时表现出协同相互作用，并且进一步添加硼化合物通常会表现出可燃性降低。
硼化合物主要通过提高燃烧后的焦炭量和残留炭的阻隔效应而在凝聚相中发挥协
同作用并且伴随着改善熔滴现象。
3.2含矿物填料的硼化合物
研究者们普遍认为，残留物阻隔效果的提升导致阻燃性能的提升；其中残留
物膨胀水平的增加、“玻璃保护层”的形成和炭层致密性的提升被认为是残留物
阻隔效果提升的可能原因。
为了更好地了解EVA聚合物中氢氧化镁ZnB之间的协
同作用，对EVA复合材料进行了流变学研究和固态核磁共振研究。
发现ZnB通过
形成“玻璃质”保护层减缓了聚合物的燃烧降解，并且随着添加量的增多有利于
膨胀炭结构的形成。
3.3新型有机硅系阻燃剂
有机硅作为一种新兴的环保高效阻燃剂，具有燃烧速率低、热量释放少、烟
雾生成少、无滴落、加工性好、力学性能优异等优点，被越来越多的学者尝试将
其应用到不同聚合物中进行阻燃。
对于有机硅阻燃剂来说，最具代表性的是聚硅
氧烷。
一般有机硅中Si-O键的键能大概为452kJ/mol，而聚合物中C-C键的键能
一般为318-352kJ/mol，相比之下，Si-O键具有更好的热稳定性，而聚硅氧烷的
热稳定性会更好。
另外，由于聚硅氧烷是聚合物，与高分子基体具有良好的相容
性和较强的界面结合力，这样可以有效降低阻燃成分的迁移概率。
燃烧时，有机
硅系阻燃剂所含的有机硅会迁移到材料表面，分子中的-Si-O-键会转化为-Si-C-键，与生成的炭化物一起形成具有隔氧隔热、防止熔滴的复合型炭层，将高分子
基体密封起来，有效阻止可燃性气体向外扩散，达到明显的阻燃效果。
3.4层状双金属氢氧化物阻燃
LDH阻燃即为单相阻燃，将阻燃剂按照一定的比例添加到高分子材料中，之
后通过搅拌、离心、熔融等方式混合在一起，使两者之间分散均匀。
将LDH添加
到苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）沥青中，并研发了一种阻燃分析仪
来分析沥青燃烧过程中质量和温度的变化，研究表明低添加量下可以提高沥青的
不可燃等级、对燃烧后的灰烬进行扫描电镜（SEM）测试发现炭层较密集，显著
地提高了其阻燃性能。
直接将ZnMgAl-CO3-LDH添加到沥青中来观察其阻燃抑烟
效果，通过锥形量热仪测试、热重分析和残渣分析，研究了添加质量为2%下的沥
青同基质沥青的区别。
结果显示，添加2%的LDH可使沥青燃烧的最大烟释放率降
低24.9%、平均热释放速率降低14.3%、以及总烟释放量降低27.0%。
分析沥青燃
烧后的残渣，发现添加LDH后的沥青残渣炭层更加完整、致密，并且氧元素和金
属元素增多，可以得知LDH燃烧在沥青表面形成一层金属氧化物来达到阻燃抑烟
的效果。
由于单相阻燃效果有限，现在采用更多的方法是将阻燃剂进行改性或与
其他阻燃剂进行复配来达到多个温度段和不同机理的协同阻燃效果。
结束语
为了提高人们生活生产中的安全性，为了节约能源以及促进新兴工业的发展，新型高效、绿色环保阻燃高分子材料的开发势在必行。
随着新型阻燃剂品种的大
量出现，一些新的阻技术(如大分子阻燃、纳米阻燃等)也被不断地开发出来，但
今后还应继续加强对阻燃高分子材料的超细化技术、表面改性技术、微胶囊化技
术以及复配协同技术等的研究，实现环境友好型高效阻燃剂在实际生活生产中的
应用。
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