阻燃剂的作用机理

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料橡胶助剂手册》第401页（1044字）

【释文】：

关于阻燃剂的作用机理的研究目前还很不深入，但其基本功能在于干扰氧、热和可燃物这三个维持燃烧的基本要素，这可通过如下几个途径实现。

(1)阻燃剂分解产生较重的不燃性气体或高沸点液体，覆盖于塑料表面，隔绝氧气和可燃物的相互扩散。

(2)通过阻燃剂的吸热分解或吸热升华，降低聚合物表面温度。

(3)阻燃剂产生大量不燃性气体，冲淡燃烧区域的可燃性气体浓度和氧浓度。

(4)阻燃剂捕捉活性自由基，中断链式氧化反应。

一种阻燃剂可通过一种或多种方式发挥阻燃效能。以下简要介绍几类主要阻燃剂的作用机理。

1．含卤化合物

有机类和无机类含卤阻燃剂的作用机理是类似的，都是捕捉活性自由基。在高温下含卤阻燃剂分解产生的卤原子，与聚合物反应生成卤化氢。其与高活性羟基自由基或氢原子反应，生成水或氢气，从而中断链式氧化过程，使燃烧减缓，以至停止。反应过程如下：

卤素的阻燃效果是溴>氯>碘>氟，溴的效果最好，这是因为碳溴键的离解能比碳氯键的离解能低，氟几乎没有阻燃作用。

2．含磷化合物

磷化合物的阻燃效果相当好，燃烧时生成的偏磷酸可聚合成稳定的多聚态，成为塑料的保护层，隔绝氧和可燃物，磷酸能促进塑料的炭化。当磷与卤素共存时阻燃效果更好，两者反应生成的卤化磷(如PBr₃、PBr₅等)具有较大的蒸气密度，覆盖于火焰表面可隔绝氧气并冲淡可燃物，同时产生的卤化氢又可捕捉活性自由基。

3．三氧化二锑与卤化物

三氧化二锑本身并无阻燃效果，但在卤化物的存在下却显示很大的协同效应。因为两者在塑料表面层反应生成挥发性的卤化锑(如SbCl₃)和卤氧化锑(如SbOCl)，它们的挥发可以吸收热量，同时产生的气体可以隔绝氧气并冲稀可燃物。