阻燃劑的阻燃原理

我們所知道的阻燃材料可以通過化學或物理方法阻燃。如吸熱、覆蓋、抑制鏈反應、不燃氣體窒息等，也可在溴、氯、磷、銻、硼等聚合物分子中添加阻燃元素。

1.凝聚相阻燃

防止聚合物在固相中的熱分解，防止聚合物釋放可燃氣體，從而達到阻燃效果。阻燃劑在聚合物表面形成熔融玻璃或泡沫碳層，隔離熱量和氧氣，防止可燃氣體逃逸，從而達到阻燃的目的。

2.中斷熱交換

將聚合物產生的熱量帶走而不反饋給聚合物，使聚合物不斷分解，從而達到阻燃效果。阻燃劑在高溫下發生強烈的吸熱反應，吸收燃燒釋放的部分熱量，降低可燃表面溫度，有效抑制可燃氣體的產生，防止燃燒蔓延。阻燃劑釋放不燃氣體，稀釋分解可燃氣體，將可燃氣體濃度降低到燃燒極限以下；不燃氣體還降低了燃燒區域的氧濃度，抑制了持續燃燒，以達到阻燃效果。

3、協同效應

每個組分的共同作用大于每個組分的單獨作用之和。較典型的協同效應是銻.鹽水協同作用，氧化銻(常見形)Sb：O。)與氯或溴阻燃劑一起使用。在氣相中，氧化銻和鹵素產生三鹵化銻，三鹵化銻是火焰的抑制劑，它捕捉火焰H·、HO·在自由基等自由基中，三鹵化銻蒸汽可長期停留在燃燒區域，稀釋可燃氣體，覆蓋聚合物表面保溫，降低分解溫度和速度。碳層可以關閉聚合物，防止可燃氣體逃逸。還有一些鹵化銻作為凝結相的催化劑和在凝結相表面作為自由基的捕獲劑。還有其他協同作用，如氧化銻.磷.鹵協同效應，氮一鹵協同效應，磷.磷協同效應等。

4、吸熱作用

任何燃燒在短時間內釋放的熱量都是有限的。如果能在短時間內吸收火源釋放的部分熱量，就會降低火焰溫度，減少輻射到燃燒表面并作用于氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量，在一定程度上抑制燃燒反應。在高溫條件下，阻燃劑具有較強的吸熱反應，吸收燃燒釋放的部分熱量，降低可燃表面溫度，有效抑制可燃氣體的產生，防止燃燒蔓延。Al（OH）阻燃劑的阻燃機理是在達到熱分解溫度之前，通過提高聚合物的熱容量來吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。該阻燃劑結合水蒸氣的吸熱特性，充分發揮其自身的阻燃能力。

5、覆蓋作用

在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑可在高溫下形成玻璃或穩定的泡沫覆蓋層，隔離氧氣，隔熱氧氣，防止可燃氣體逃逸，達到阻燃的目的。若有機阻磷阻燃劑在加熱過程中產生結構更穩定的交聯固體或碳化層。碳化層的形成一方面可以防止聚合物進一步熱解，另一方面可以防止其內部熱分解產生物進入氣相參與燃燒過程。

6.抑制鏈反應

根據燃燒鏈反應理論，維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區域，捕獲燃燒反應中的自由基，防止火焰傳導，降低燃燒區域的火焰密度，較終降低燃燒反應速度直至停止。當聚合物熱分解時，含鹵阻燃劑的蒸發溫度與聚合物分解溫度相同或相似。此時，鹵素阻燃劑和熱分解產物同時位于氣相燃燒區域，鹵素可以捕獲燃燒反應中的自由基，防止火焰傳播，降低燃燒區域的火焰密度，較終減慢燃燒反應速度直至停止。

7.不燃氣體窒息

阻燃劑受熱時分解出不燃氣體，將可燃物分解出來的可燃氣體的濃度稀釋到燃燒下限以下。同時也對燃燒區內的氧濃度具有稀釋的作用，阻止燃燒的繼續進行，達到阻燃的作用。