氮系阻燃剂阻燃机理

pa66阻燃机理

pa66阻燃机理
PA66，即聚酰胺66，是一种热塑性高性能工程塑料。

在阻燃性方面，PA66通常需要添加阻燃剂来提高其阻燃性能。

阻燃机理主要涉及阻燃剂的作用和PA66分子结构的特点。

1.阻燃剂的作用：阻燃剂通常通过以下几种机理发挥作用：
•气相阻燃：阻燃剂在高温下分解产生气体，这些气体可以稀释周围的氧气，减缓火焰蔓延速度。

•凝相阻燃：阻燃剂在固相条件下形成的碳层可以覆盖材料表面，阻碍燃烧气体和热量传递，起到凝相阻燃作用。

•游离基团抑制：阻燃剂中的游离基团可以与燃烧产物中的自由基结合，减缓火焰的蔓延。

2.PA66分子结构的特点：PA66作为一种聚酰胺类塑料，其分子
结构中含有酰胺基（-CONH-）和酰亚胺基（-CONH-）等。

这
些官能团中的氮元素在燃烧时可能有助于形成氮化合物，减缓
火焰的蔓延。

在PA66 中添加阻燃剂时，阻燃剂的作用机理与材料的分解、气相和凝相阻燃作用等因素交织在一起。

常用的PA66阻燃剂包括溴系阻燃剂、磷氮系阻燃剂等，它们可以通过上述机理中的一种或多种作用来提高PA66的阻燃性能。

需要注意的是，阻燃剂的添加量、类型、分散性等因素都会影响最终的阻燃效果，因此在具体的应用中需要根据材料的要求和性能标准进行调整和优化。

此外，阻燃材料的选择也应考虑环保性和其他性
能方面的需求。

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。

阻燃剂及其阻燃机理的研究现状

阻燃剂及其阻燃机理的研究现状一、本文概述阻燃剂是一种广泛应用于各类材料中的化学助剂，旨在提高材料的阻燃性能，降低火灾风险。

随着全球对安全问题的日益关注，阻燃剂的研究和应用日益受到人们的重视。

阻燃剂的研究现状反映了人类对材料科学、化学以及火灾科学的深入理解和应用。

本文旨在全面概述阻燃剂及其阻燃机理的研究现状，分析阻燃剂的主要类型、应用领域以及阻燃机理的最新研究进展，以期为未来阻燃剂的发展提供理论支持和实践指导。

本文首先将对阻燃剂的定义、分类及其在各领域的应用进行简要介绍，以明确阻燃剂的重要性和应用范围。

然后，重点阐述阻燃剂的阻燃机理，包括阻燃剂在材料燃烧过程中的作用方式、阻燃效果的评估方法以及阻燃机理的最新研究进展。

在此基础上，对阻燃剂的研究现状进行深入分析，探讨阻燃剂的发展趋势和存在的问题，提出相应的解决策略和建议。

对阻燃剂的未来发展方向进行展望，以期推动阻燃剂技术的不断创新和应用拓展。

通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个全面、深入的阻燃剂及其阻燃机理的研究现状概览，为阻燃剂的研究、开发和应用提供有益的参考和启示。

二、阻燃剂分类及其特点阻燃剂按照其作用方式和化学结构可以分为多种类型，每一种都有其独特的特点和应用领域。

卤系阻燃剂：卤系阻燃剂是最早被广泛应用的阻燃剂之一，主要包括溴系和氯系阻燃剂。

它们主要通过捕捉自由基、生成不燃或难燃的卤代烃气体来发挥阻燃作用。

卤系阻燃剂具有阻燃效果好、添加量小、不影响材料物理性能等优点，但也存在烟雾大、释放有毒气体等缺点。

磷系阻燃剂：磷系阻燃剂主要包括无机磷阻燃剂和有机磷阻燃剂。

它们主要通过凝聚相阻燃和气相阻燃两种方式发挥作用。

磷系阻燃剂具有低烟、低毒、耐水洗等优点，因此在许多领域得到广泛应用。

氮系阻燃剂：氮系阻燃剂主要包括三聚氰胺、双氰胺等。

它们主要通过在燃烧过程中释放氨气、氮气等不燃气体来稀释可燃气体，从而起到阻燃作用。

氮系阻燃剂具有无卤、无磷、环保等优点，但在某些应用中阻燃效果可能略逊于卤系和磷系阻燃剂。

氮系阻燃剂的研究及应用概况

【收稿日期】2004-12-16;【修回日期】2005-06-25【作者简介】王海军(1979—),男,河南平顶山人,在读硕士,主要研究方向为环氧树脂的阻燃改性。

氮系阻燃剂的研究及应用概况王海军,陈立新,缪　桦(西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710072) 摘　要:氮系阻燃剂高效且本身及其分解产物低毒,成为当今阻燃剂的发展方向。

文中概述了氮系阻燃剂及氮2磷复合阻燃剂的特点、分类及其阻燃机理,归纳了该阻燃体系在环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚乙烯和聚氨酯等体系中的应用概况,并指出了今后的发展方向。

关键词:阻燃剂;含氮化合物;阻燃机理;应用中图分类号:TQ3141248 文献标识码:A 文章编号:1002-7432(2005)04-0036-06The study on nitrogen -Containing flame retardants and its application in plasticsWAN G Hai 2jun ,CHEN Li 2Xin ,M IAO Hua(A pplied Chemist ry Depart ment of Science School ,N orth WesternPalytechnical university ,Xi ’an 710072,Chi na )Abstract :The nitrogen compound was a novel and high efficiency flame retardant for the low toxicity of itself and its decomposer.It ’s the developing direction of flame retardants at present.The characteristic ,type and mechanism of nitrogen compound and combined nitrogen 2phosphorus used as flame retardant were summarized in the paper.The applications of this kind of flame retardant in epoxy resin ,unsaturated resin ,phenolic resin ,polyethylene and polyurethane were also reviewed and the tendency in the future was indicated.K ey w ords :flame retardant ;nitrogen compound ;mechanism ;application 0　引　言传统卤素类阻燃材料如含溴材料具有很高的阻燃性,是目前使用最多的阻燃材料。

阻燃材料的协同阻燃机理研究

阻燃材料的协同阻燃机理研究阻燃材料一直以来都在火灾事故中发挥着重要的作用，它们能够有效地减缓火势蔓延的速度，降低燃烧物质的热释放速率。

在近年来的研究中，人们发现采用多种阻燃剂的复配阻燃材料能够发挥更好的阻燃效果，这主要是因为阻燃剂之间形成了协同作用，增强了阻燃效果。

本文将对阻燃材料的协同阻燃机理进行探讨。

一、阻燃材料复配阻燃材料复配是指将多种阻燃剂按一定比例混合制备成阻燃材料。

当前常用的阻燃剂主要包括溴系阻燃剂、氮系阻燃剂、氢氧化铝等。

不同的阻燃剂具有不同的物理和化学特性，单一阻燃剂的效果有限。

因此，通过复配不同的阻燃剂，可以在相同条件下获得更好的阻燃效果。

二、协同阻燃机理1. 共同作用复配阻燃材料中的各种阻燃剂在火灾过程中发挥着不同的作用。

例如，溴系阻燃剂主要通过化学反应抑制燃烧物质的燃烧链反应，形成炭化层阻隔热量传递；氮系阻燃剂则主要通过吸热和稀释燃烧产物来阻止火焰的蔓延。

通过复配这些阻燃剂，可以使各自的作用相辅相成，发挥出更好的效果。

2. 异质界面作用复配阻燃材料中的不同阻燃剂之间形成了复杂的异质界面，在火灾过程中这些界面起到了重要的作用。

异质界面可以吸附燃烧物质释放的有害气体和蒸气，阻断火焰的传播；同时，界面还可以阻止气体和液体的扩散，降低火焰的渗透性；此外，界面还能使材料形成更加致密的炭化物层，抑制热量传递。

3. 化学协同反应不同阻燃剂之间还可能发生一系列化学反应，产生一些具有阻燃效果的物质。

例如，一些磷系阻燃剂的分解产物可以与氮系阻燃剂生成具有阻燃作用的磷氮复配物。

这些化学协同反应可以进一步促进阻燃效果的提升。

三、未来展望目前对于阻燃材料的研究主要侧重于阻燃剂的应用和复配比例的确定，对于复合阻燃材料的协同阻燃机理研究还较为有限。

未来的研究可以从以下几个方面展开：1. 探索更多的阻燃材料复配方案，寻找更好的协同阻燃效果。

2. 借助先进的表征技术，深入研究阻燃材料中阻燃剂的分布和界面结构，探究协同阻燃机理的微观细节。

EVA用阻燃剂阻燃机理及应用研究进展

2019年第5期Sum 284 No. 5化学工程师Chemical EngineerDOI : 10」6247/ki.23-1171 /tq.20190574综木EVA 用阻燃剂阻燃机理述及应用研究进展*周波,唐宝华，杨守生，王晓东(中国人民警察大学基础学科应用与发展研究中心，廊坊065000)摘要:总结了近年来国内采用无机镁铝阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、膨胀类阻燃剂对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃改性研究进展,对每种类型阻燃剂的优缺点、阻燃机理以及各类阻燃剂对EVA 基复合材料性能的影响进行了归纳，并对EVA 用阻燃剂研究的发展方向予以展望，期望为研发更为高效的EVA 用阻燃剂提供有效参考。

关键词:EVA ;阻燃剂；阻燃机理;研究进展中图分类号:TQ323.5 文献标识码:AResearch progress on flame retardant mechanism and application of flame retardant for EVA*ZHOU Bo,TANG Bao-hua,YANG Shou-sheng WANG Xiao-dong(Basic Subject Application and Development Research Center,China People's Police University,Langfang 065000,China)Abstract ：The research progress of flame retardant modification of ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA )with inorganic magnesium-aluminium flame retardant, phosphorus flame retardant, nitrogen flame retardant, silicon flame retardant and intumescent flame retardant in recent years was summarized. The advantages and disadvantagesof various flame retardants, the flame retardant mechanism and the effects of flame retardants on the properties of EVA composites were summarized. The development trend of flame retardants for EVA was also prospected, whichis expected to provide an effective reference for the development of more efficient flame retardants for EVA.Key words ： EVA; Flame retardant; Flame retardant mechanism; Research progress乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)是一种常见的聚烯姪材料,VA (醋酸乙烯)含量一般在5%~40%,具有结晶度低,柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性高等特点,广泛用于包装材料、发泡材料、农用薄膜、电线电缆、注塑制品材料等领域，市场需求量呈现逐年增大的趋势〔叫但EVA 氧指数值只有17%~19%,易燃烧,且在燃烧时产生有毒有害气体，并伴有熔滴现象,火灾危险性大，严重制约了 EVA 在相关领域的应用与发展，所以对EVA 进行阻燃改性，降低其火灾危险性，提高EVA 使用范围，变得极为重要⑶。

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。

无机磷系阻燃剂的耐水性差，与聚烯烃的相容性差，致使制品的力学性能下降，所以在聚烯烃中用量少。

常见阻燃剂及其阻燃机理总结

常见阻燃剂及其阻燃机理总结1、无机阻燃剂（1）水合金属氧化物主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锡等，其中以氢氧化铝的吸热效应最大，阻燃效果好。

其阻燃作用主要是吸热效应，生成的水蒸气还能起隔绝效应。

这类阻燃剂的最大优点是无毒，不会生成有害气体，还可减少燃烧过程中CO的生成量，起消烟剂作用。

最大缺点是分解温度低，应用时使用量大，只能用于加工温度较低、物理机械性能要求不高的高聚物材料的阻燃。

此外，氢氧化镁易吸收空气中的CO2，生成碳酸镁，使制品产生白点。

（2）硼化合物与钼化合物这类阻燃剂中主要有硼酸、水合硼酸锌、钼酸锌、钼酸钙、钼酸铵等。

其中水合硼酸锌的阻燃效果最好。

该类阻燃剂在较低温度下熔融，释放出水并生成玻璃状覆盖层，在燃烧过程中起隔绝、吸热及稀释效应。

硼类阻燃剂与卤系阻燃剂有协同效应。

由于分解温度低，不能用于加工温度高的高聚物阻燃（3）硅类化合物这类阻燃剂在燃烧时能生成玻璃状的无机层（Si0）并接枝到高聚物上，产生不燃的含碳化合物，形成隔氧膜而抑制燃烧，同时还能防止高聚物受热后的流滴。

其燃烧时不产生火焰、CO及烟，而且还具有补强作用。

因此，这是一类极有开发前景的非卤素阻燃剂。

（4）膨胀型石墨这是一类新开发的无机阻燃剂美国已商品化。

它能起隔绝效应，与红磷有良好的协同效应，两者常同时使用（5）三氧化二锑三氧化二锑在不含卤高聚物中阻燃作用很小，一般不单独用作阻燃剂，在含卤高聚物中有较好的阻燃作用，与卤系阻燃剂并用有较好的协同效应2、有机阻燃剂（1）有机卤系阻燃剂有机卤系阻燃剂是目前用量最大的有机阻燃剂，主要是溴、氯化合物。

溴化物虽然有毒，但其阻燃效果比氯化物好，用量少，很受用户欢迎。

同一卤素不同类型的化合物，其阻燃能力不同，其大小顺序为:脂肪族＞脂环族＞芳香族脂肪族与高聚物的相容性好，但热稳定性差；芳香族热稳定好，但相容性差。

含有醚基的芳香族卤化合物与高聚物的相容性好，热稳定性高，用量急剧增加。

阻燃的原理

阻燃的原理
阻燃原理是通过改变火焰的化学反应过程，减少或阻断燃烧过程中的火势发展，以达到延缓火势蔓延或防止火灾发生的目的。

阻燃材料不会自发燃烧，当受到火源时，其会产生一系列的化学反应，以减慢或抑制火焰的燃烧速度。

阻燃材料通常采用两种方式来实现阻止燃烧过程的发展。

第一种方式是通过产生惰性气体隔离燃烧区域，如阻燃剂。

这些阻燃剂可以降低燃烧区域的温度，并带走部分热量，从而抑制火焰的燃烧。

同时也可以通过改变燃烧过程中的火焰本身，使其无法扩散。

第二种方式是通过制造材料表面的物理层面上的障碍，如在材料表面形成阻燃层。

这些阻燃层通常是具有较高阻燃性能的化学物质或涂层，可以在燃烧过程中释放出水分、气体或其他抑制燃烧的化学物质。

这些化学物质可以吸收热量，并减少火焰的温度，从而遮蔽燃烧区域的氧气供应，使火焰难以继续燃烧。

总体来说，阻燃原理是通过改变火焰的化学反应过程或材料表面的物理性质，以减缓或抑制火焰的蔓延和热量释放，从而阻止或延缓火灾的发生和发展。

这是一种重要的火灾防护措施，有助于保护人们的生命财产安全。

新型磷氮系阻燃剂合成、结构及阻燃性能的研究

本研究深入探讨了新型磷氮系阻燃剂的阻燃机理。在燃烧过程中，磷氮阻燃剂通过一系列复杂的化学变化，有效抑制火焰的蔓延。首先，磷元素在受热时分解生成磷酸、偏磷酸等强酸，这些酸能催化材料表面的脱水炭化反应，形成一层致密的炭化层。这层炭化层具有优异的隔热、隔氧作用，能有效阻止燃烧过程中的热量和氧气交换，从而减缓火焰蔓延速度。同时，氮元素在燃烧过程中释放出大量不可燃气体，如氮气、氨气等，这些气体稀释了燃烧区域的氧气浓度，进一步抑制了火焰的燃烧强度。此外，磷氮阻燃剂还能在燃烧过程中捕捉自由基，中断燃烧的链式反应，从而从根本上阻止火焰的继续蔓延。综上所述，新型断燃烧链式反应等多重作用下，实现了对火焰的高效抑制。

阻燃剂的阻燃机理

阻燃剂的阻燃机理1阻燃剂的阻燃机理阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、掩盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等[2]。

多数阻燃剂是通过若干机理共同作用实现阻燃目的。

1.1吸热作用任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，假如能在较短的时间汲取火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到肯定程度的抑制。

在高温条件下，阻燃剂发生了猛烈的吸热反应，汲取燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻拦燃烧的扩散。

Al（OH）3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在实现热分解温度前汲取更多的热量，从而提高其阻燃性能。

这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃本领。

1.2掩盖作用在可燃料子中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫掩盖层，隔绝O2，具有隔热、隔氧、阻拦可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。

如有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。

碳化层的形成一方面能阻拦聚合物进一步热解，另一方面能阻拦其内部的热分解产生物进入气相参加燃烧过程。

1.3抑制链反应依据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。

阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕获燃烧反应中的自由基，从而阻拦火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至停止。

如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。

此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕获燃烧反应中的自由基，从而阻拦火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至停止。

1.4不燃气体窒息作用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冲淡到燃烧下限以下。

同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻拦燃烧的连续进行，实现阻燃的作用。

阻燃剂的种类及作用机理

3、抑制链反应

根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。
2、覆盖作用
在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下
能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。

任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。
阻燃剂的种类
1、按所含阻燃元素分

按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷－卤系阻燃剂、磷－氮系阻燃剂等几类。卤系阻燃剂在热解过程中，分解出捕获传递燃烧自由基的X· 及HX，HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体，隔断可燃气体与空气的接触。磷系阻燃剂在燃烧过程中产生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生。磷酸酐在热解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。在氮系阻燃剂中，氮的化合物和可燃物作用，促进交链成炭，降低可燃物的分解温度，产生的不燃气体，起到稀释可燃气体的作用。

聚合物阻燃机理及阻燃剂概述

聚合物阻燃机理及阻燃剂概述根据Claudius年鉴记载，人类最早的阻燃历史可追述到炼金术和罗马帝国时代，从17世纪开始，有关聚合物阻燃的相关报道逐渐增多。

到现在为止，聚合物阻燃方面的研究已经非常成熟。

第二次世界大战之后，聚合物阻燃方面取得突飞猛进的发展，包括氯化石蜡-氧化锑协效体系的发现、阻燃填料的使用、聚合物阻燃性能的测试方法——氧指数法的采用、膨胀型阻燃体系的建立、含氯的不饱和聚合物以及本质阻燃高聚物的制备等等[14]。

这些进展为现代阻燃技术的发展奠定了基础，为人类的阻燃事业做出了巨大贡献。

按照阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可以分为反应型和添加型两种。

反应型阻燃剂是指阻燃剂作为高聚物的单体，或者作为辅助试剂而参与合成高聚物的化学反应最后成为高聚物的结构单元，这种阻燃方法相对较复杂且成本昂贵，不适于大范围推广。

而添加型阻燃剂是指阻燃剂与基材中的其他组分不发生化学反应，只是以物理方式分散于基材中。

由于添加型阻燃剂在阻燃聚乙烯加工过程中使用方便、加工工艺简单、价格相对较低廉，因而是目前实现聚乙烯阻燃最常用的方法之一。

常用的添加型阻燃体系主要有卤系阻燃复合体系、无卤阻燃复合体系以及其他常用复合体系。

1阻燃机理通常聚乙烯中有少量支链并发生交联，研究表明，PE在空气中燃烧时产生活性很大的HO·、H·和O·，这些自由基有促进燃烧的作用，同时足够的热量以及适合的氧气浓度都是聚乙烯燃烧时所必须的条件，因此只要切断以上三个要素中的任何一种都可以达到阻燃的效果。

所以对PE的阻燃可以通过以下途径：终止自由基链反应，捕获传递燃烧链式反应的活性自由基，即卤系阻燃剂的阻燃机理。

吸收热分解产生的热量，降低体系温度。

氢氧化铝、氢氧化镁及硼酸类无机阻燃剂是典型代表。

稀释可燃性物质和氧气浓度，使之降到着火极限以下，即氮系阻燃剂阻燃机理。

促进聚合物成炭，减少可燃性气体的生成，在材料表面形成一层膨松、有细孔的均质碳层，起到隔热、隔氧、抑烟、防止熔滴的作用，即膨胀阻燃剂的主要阻燃机理。

氮系阻燃剂MCA阻燃尼龙6的机理研究

V o l.14高分子材料科学与工程N o.4　1998年7月PO LYM ER M A T ER I A LS SC I EN CE AND ENG I N EERI NG Ju l.1998氮系阻燃剂MCA阻燃尼龙6的机理研究彭治汉邓向阳*(岳阳石油化工总厂研究院,岳阳,414014)摘要　采用热失重(T G)、差热分析(D T A)等热分析方法和红外光谱热示踪法研究了氮系阻燃剂M CA对尼龙6热氧降解行为的影响及其作用本质。

结果表明M CA改变了尼龙6热氧降解的历程,促进尼龙6直接碳化分解而达到阻燃目的。

这一研究结果否定了藤野文雄建立的“升华吸热”的物理阻燃机制,提出了M CA凝聚相催化碳化膨胀的阻燃机理,为该M CA的深度应用和工业化生产奠定了理论基础。

关键词　氮系阻燃剂M CA,阻燃尼龙6,膨胀,阻燃机理氮系阻燃剂M CA(以下简称M CA)是一种新型高效的聚酰胺用添加型阻燃剂,由于其本身及分解产物的低毒性,迎合了当今阻燃剂向高效低毒方向发展的潮流,近年来在国内外受到了广泛的研究和应用。

关于其阻燃机理,藤野文雄认为是“升华吸热”的物理阻燃方式,即通过M CA的“升华吸热”降低聚合物材料的表面温度并隔绝空气而达到阻燃的目的[1],这种观点已时常被认可[2]。

从阻燃剂对聚合物材料阻燃作用机制是制约或延缓聚合物热氧降解行为这一基本特征出发,我们采用热分析方法研究了M CA对尼龙6树脂的阻燃机理。

研究结果表明,M CA对尼龙6的阻燃作用在于它改变了尼龙6热氧降解的历程,即两者相互作用使表面形成碳化膨胀层。

由此提出了M CA阻燃尼龙6的阻燃作用是凝聚相催化碳化膨胀和气相稀释阻燃的作用机理。

1　实验部分1.1　试验材料尼龙6树脂:工业Ⅱ型,相对粘度≥3.0,上海塑料制品十八厂产品。

M CA:岳阳石油化工总厂研究院试制。

1.2　挤出造粒尼龙6树脂在110℃真空干燥8h后,与M CA 及少量分散助剂按一定配方混料,在ZSK-30双螺杆挤出机上于240～260℃挤出造粒,再干燥注塑制成样条,按U L-94测试标准检测阻燃性能达到V-0级。

新型磷氮协同类阻燃剂的制备及其在环氧树脂中的应用与阻燃机理研究

新型磷氮协同类阻燃剂的制备及其在环氧树脂中的应用与阻燃机理研究随着人们对环境友好、高效、安全的阻燃材料的需求日益增加，新型磷氮协同类阻燃剂备受关注。

本文将探讨新型磷氮协同类阻燃剂的制备方法、在环氧树脂中的应用以及阻燃机理的研究。

首先，我们将介绍新型磷氮协同类阻燃剂的制备方法。

在磷氮协同类阻燃剂中，磷和氮元素通过协同作用以提高阻燃性能。

常见的制备新型磷氮协同类阻燃剂方法包括物理混合和化学合成。

物理混合方法简单易行，通常是将磷和氮化合物按一定比例混合，如氨基三苯腈（ATBN）和三苯腈磷酸盐等，然后与树脂进行混合。

化学合成方法则是通过合成新的磷氮化合物，并探究其结构与阻燃性能的关系。

这些制备方法有助于提高阻燃剂的热稳定性和阻燃性能。

接下来，我们将讨论新型磷氮协同类阻燃剂在环氧树脂中的应用。

环氧树脂是一种广泛应用于航空航天、电子电气、建筑等领域的工程塑料，然而其燃烧性能较差，易引发火灾。

将新型磷氮协同类阻燃剂添加到环氧树脂体系中，能够有效改善其阻燃性能。

研究表明，新型磷氮协同类阻燃剂能够提高环氧树脂的热分解温度、减少热释放速率和烟密度，从而降低火灾风险。

此外，添加新型磷氮协同类阻燃剂还能改善环氧树脂的机械性能和电绝缘性能。

因此，新型磷氮协同类阻燃剂在环氧树脂中的应用具有广阔的前景。

最后，我们将探讨新型磷氮协同类阻燃剂的阻燃机理研究。

新型磷氮协同类阻燃剂的阻燃机理复杂多样，主要包括气相阻燃作用和凝相阻燃作用。

气相阻燃作用是指阻燃剂在燃烧过程中释放出具有抑制燃烧的气体，如氮气和磷酸酯等。

凝相阻燃作用是指阻燃剂在燃烧过程中吸收热能，并形成保护层来阻止燃烧传播。

通过研究新型磷氮协同类阻燃剂的阻燃机理，可以为阻燃剂的设计和制备提供理论基础。

综上所述，新型磷氮协同类阻燃剂的制备及其在环氧树脂中的应用与阻燃机理研究具有重要的意义。

这些研究能够为开发高效、低毒、环境友好的阻燃材料提供参考，为提高材料的阻燃性能和安全性能做出贡献。

阻燃剂的基本原理

阻燃剂的基本原理阻燃剂是一种能够有效抑制火焰蔓延和降低火灾危害的化学物质。

其基本原理是通过干扰火焰传播的关键化学过程，使其难以持续燃烧，并能消除或减少产生可燃气体的量。

阻燃剂主要用于添加到可燃材料中，以增加材料的阻燃性能。

下面将从阻燃机理、分类及应用等几个方面详细介绍阻燃剂的基本原理。

阻燃剂的基本原理是通过改变火焰传播过程中的重要化学反应来实现的。

火焰是一个复杂的化学反应系统，涉及气化、可燃气体的生成、传质传热等多个过程。

阻燃剂通过对其中的至关重要的反应进行干预，来降低火焰的蔓延速度和热释放量。

阻燃剂主要可以分为几个类别，包括物理阻燃剂、气相阻燃剂、气凝胶阻燃剂和化学阻燃剂等。

这些阻燃剂的原理和机制有所不同，但都能够有效抑制火焰传播。

其中，物理阻燃剂是通过物理隔离的方式来阻止火焰传播。

物理阻燃剂可以分为两类，一类是通过增加材料的密度和厚度来提高材料阻燃性能，例如增加纺织品的密度。

另一类是通过增加材料的孔隙率，形成多孔结构来降低火焰温度、火焰长度和火焰速度。

气相阻燃剂是将化学物质转化为具有阻燃性能的气体，并在火焰前端产生大量水蒸汽和无烟气体，从而使火焰失去传热能力。

例如，三溴化氮（NBr3）和氯氟膦（OPCl3）等化合物可以在高温下分解生成大量的无烟气体，阻止火焰的蔓延。

气相阻燃剂主要适用于气体和液体火灾。

气凝胶阻燃剂是一种新型的阻燃材料，在阻燃剂领域具有较大的发展潜力。

气凝胶阻燃剂是由气凝胶材料和阻燃剂组成的复合材料，具有抗拉强度高、导热系数低、耐高温等特点。

其原理是阻燃剂通过分散在气凝胶基体中，形成网络结构，阻碍火焰传播和热传导。

化学阻燃剂是通过改变火焰产生的气相化学反应来降低火焰的蔓延速度和热释放量。

化学阻燃剂主要可以分为溴系化合物、磷系化合物和氮系化合物等。

例如，溴系化合物通过与火焰中的自由基反应生成不活跃的化合物，使火焰失去能源来源，从而抑制火焰的蔓延。

磷系化合物通过在火焰中生成少烟或无烟气体，阻止燃烧产物的进一步氧化。

阻燃剂的几种典型的阻燃机理

1. 凝聚相阻燃机理
高温下阻燃剂在聚合物表面形成凝聚相,隔绝了空气,阻止热传递、降低可燃性气体释放量,从而达到阻燃目的。

形成凝聚相隔离膜的方式有两种:一是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质,包覆在聚合物表面,这种致密的保护层起到了隔离膜的作用,如硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征;二是利用阻燃剂的热降解产物促进聚合物表面迅速脱水碳化,形成碳化层,利用单质炭不产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧,达到阻燃保护的效果[6,7],如含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用。

2.自由基捕获机理
在聚合物燃烧过程中,大量生成的游离基促进气相燃烧反应,如能设法捕获并消灭这些游离基,切断自由基链锁反应,就可以控制燃烧,进而达到阻燃的目的。

卤系阻燃剂的阻燃机理就属此类[8,9]。

3.冷却机理
阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其它吸热反应,降低聚合物表面和燃烧区域的温度,防止热降解,进而减少了可燃性气体的挥发量,最终破坏维持聚合物持续燃烧的条件,达到阻燃目的。

Ａｌ(ＯＨ)3和Ｍｇ(ＯＨ)2及硼类无机阻燃剂颇具代表性[10～12]。

4.协同作用机理
将现有的阻燃剂进行复配,使各种作用机理共同发生作用,达到降低阻燃剂用量并起到更好的阻燃效果。

如将氧化锑与有机卤化物阻燃剂的协同使用,可构成一种非常有效的阻燃体系,作用于燃烧的可燃物时,使有机卤化物放出氢卤酸或卤素,再与氧化锑反应产生三卤化锑或卤化锑酰(ＳｂＯＸ),这些锑化合物具有阻燃作用,其中产物ＳｂＸ3的阻燃作用很大,它能形成一种惰性气体,减少可燃物与氧气接触,使炭覆盖层生成;高温下ＳｂＸ3挥发进入火焰中,分解成各种锑化物和卤素游离基,它们改变了火焰的化学性质,消耗了火焰的能量,从而达到阻燃的目的。

阻燃剂阻燃原理

通过在合成树脂或塑料中，加入一定比例的某种阻燃剂，便可大大提高塑料制品的阻燃性能。

所谓阻燃剂是一类能阻止塑料等高分子材料被引燃或抑制火焰扩散的塑料助剂。

阻燃技术的目的是使可燃材料具有阻燃抗燃的性能，在一定条件下使塑料不容易燃烧或者能够自熄的过程。

塑料阻燃剂的阻燃原理：1、产生一种能窒熄火焰的气体。

例如三氧化二锑，它在PVC中遇到因燃烧产生HCL时能与之反应生成一种窒熄性气体，即锑的氮氧化物，从而起到阻燃的效果。

2、吸收燃烧时产生的热量，起冷却、减慢燃烧速率的作用。

例如氢氧化铝，它分子中所含化学结合水的比例高达34%，这种结合水在大多数塑料的加工温度下保持稳定，但超过200℃时开始分解，释放出水蒸汽。

而且每分解一克分子氢氧化铝，要吸收36千卡热量。

3、提供一层与氧气隔绝的隔离层，因隔绝了氧气而自熄，如磷酸酯类阻燃剂燃烧时生成的磷化物即是隔氧的隔离层。

4、生成可与塑料起反应的游离基，它们与塑料的反应产物能起阻燃作用。

阻燃剂的种类阻燃剂种类繁多，可分为﹕有机阻燃剂和无机阻燃剂。

具代表性的阻燃剂是氯系、溴系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。

有机阻燃剂有机阻燃剂，主要有三大类：一是氯系阻燃剂：以含氯量较高的氯化石蜡如氯蜡－52和氯蜡－40。

目前氯系阻燃剂正朝着无污染、高纯度、高热稳定性、高含氯量方向发展，其代表产品是氯蜡－70。

氯化石蜡主要用于聚氯乙烯制品的阻燃。

二是溴系阻燃剂：大多在200℃～300℃下分解，分解时通过捕捉高分子材料在降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。

溴系阻燃剂的适用范围广泛，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、五溴甲苯和六溴环十二烷等。

三是磷系阻燃剂：也是一种阻燃性能良好的阻燃剂，在全球阻燃剂非卤化动向的驱使下，国外对此进行了大量的研究。

有机磷系阻燃剂主要产品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。