具，但是它們的技術(shù)很復(fù)雜。盡管某些樹(shù)脂具有固有的阻燃性，但其他樹(shù)脂則需要特殊的添加劑，以最大程度地減少煙霧和火焰的傳播。
阻燃劑-作用機(jī)理與化學(xué)作用
阻燃劑（FR）是為了抑制/延緩塑料著火/燃燒而添加的化合物。為了防止燃燒，有必要設(shè)計(jì)一種熱穩(wěn)定的聚合物，該聚合物在熱應(yīng)力下分解為可燃?xì)怏w的可能性較小。
但是，熱穩(wěn)定的聚合物可能表現(xiàn)出性能限制，并且通常太昂貴并且難以加工。因此，制造商添加了各種阻燃劑以賦予塑料阻燃性。
添加劑與反應(yīng)性阻燃劑
與聚合物一起使用的阻燃劑 有幾種化學(xué)類別，包括溴化阻燃劑，有機(jī)磷阻燃劑，基于三聚氰胺的阻燃劑，金屬氫氧化物FR等。除這些化學(xué)類別外，還有其他阻燃劑可以摻入聚合物中。它們可用作添加劑和反應(yīng)性阻燃劑。
兩種類別都可能在很大程度上影響不同聚合物的相似性能，例如粘度，柔韌性，密度等。下表中列出了反應(yīng)性阻燃劑和添加劑阻燃劑的某些特性，以便更好地了解其各自的特性。
為什么要使用阻燃劑？阻燃劑直接有助于挽救生命
在大多數(shù)情況下，聚合物會(huì)引發(fā)或蔓延火災(zāi)，因?yàn)樽鳛橛袡C(jī)化合物，當(dāng)暴露于熱時(shí)，它們會(huì)分解為揮發(fā)性可燃產(chǎn)品。
但是，在許多領(lǐng)域，例如電氣，電子，運(yùn)輸，建筑等，聚合物的使用受到其易燃性的限制，無(wú)論其使用帶來(lái)的好處的重要性如何。
目前合成聚合物的擴(kuò)散大大增加了“火災(zāi)危險(xiǎn) ”和“火災(zāi)隱患 ”，分別是發(fā)生火災(zāi)的可能性及其對(duì)人或建筑物的后果。
為了滿足這些法律要求，需要在聚合物中添加阻燃劑。為了增加人員的逃生時(shí)間，這些添加劑的作用是：減慢聚合物燃燒和降解（滅火）、減少煙霧排放、避免滴落。
法規(guī)的嚴(yán)格程度取決于逃避環(huán)境所需的時(shí)間！
使用阻燃劑的防火
阻燃劑的目標(biāo)是通用的，可以在以下各項(xiàng)中簡(jiǎn)單說(shuō)明：防止火勢(shì)或阻止火勢(shì)蔓延，即閃光?？刂瓶扇嘉锲返闹鹦阅埽峁缁?。
隨時(shí)間閃光與阻燃用途
在著火的情況下，使用阻燃劑會(huì)大大增加可用的逃生時(shí)間。保護(hù)乘員免受火災(zāi)影響，及時(shí)提供緊急通知，保護(hù)逃生路線，在必要和可能的地方提供避難所。
煙霧釋放與火勢(shì)蔓延
阻燃劑的使用減少了火焰的蔓延，因此產(chǎn)生煙霧的速率增加。更少的煙霧產(chǎn)生會(huì)增加可用的逃生時(shí)間。最小化火的影響，按租戶，入住人數(shù)或最大面積進(jìn)行分隔。維護(hù)財(cái)產(chǎn)的結(jié)構(gòu)完整性，提供共享屬性的繼續(xù)操作。
火災(zāi)初期要維護(hù)的功能示例
支持消防業(yè)務(wù)
提供識(shí)別火災(zāi)地點(diǎn)的信息，提供與避難區(qū)的可靠通信，提供消防部門的訪問(wèn)，控制，通信和選擇。
為了防止火災(zāi)或阻止火災(zāi)的蔓延和蔓延，材料和產(chǎn)品性能測(cè)試用于對(duì)代表系統(tǒng)中主要燃料的物品的燃燒性能設(shè)置限制。大部分消防安全要求包括材料防火性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，以阻止其增長(zhǎng)和擴(kuò)散?；谠u(píng)估單個(gè)材料著火性能的測(cè)試方法，測(cè)試方法通?；诨鹧媛铀俣鹊臏y(cè)量。
下表簡(jiǎn)要列出了阻燃和耐火特性：
阻燃劑作用機(jī)理
火災(zāi)是三個(gè)因素的結(jié)果：熱、燃料、氧
熱量通過(guò)聚合物的熱解產(chǎn)生易燃?xì)怏w。然后，這些氣體和氧氣之間的適當(dāng)比例導(dǎo)致聚合物著火。燃燒導(dǎo)致熱量散發(fā)出來(lái)（增量H1）并反饋（增量H2）。該熱反饋使聚合物熱解并保持燃燒。
為了限制該燃燒循環(huán)的建立，必須去除一種（或幾種）成分。為了打破這個(gè)燃燒循環(huán)，有幾種技術(shù)可用。
阻燃劑必須抑制甚至抑制燃燒過(guò)程。取決于聚合物和防火測(cè)試，阻燃劑會(huì)干擾燃燒過(guò)程的一個(gè)或幾個(gè)階段：加熱，分解，著火，火焰蔓延，冒煙過(guò)程。
阻燃劑的作用是: 在凝聚 / 氣相中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以及 / 或物理反應(yīng)
但是，我們必須記住，它們都發(fā)生在一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程中，同時(shí)發(fā)生了許多同時(shí)反應(yīng)。讓我們深入了解它們的作用機(jī)理：
a.化學(xué)效應(yīng)（凝聚相）
在冷凝階段，可以發(fā)生兩種類型的反應(yīng)：
阻燃劑可加速聚合物的分解。這導(dǎo)致聚合物明顯流動(dòng)，從而減少了火焰的沖擊，火焰消失了。
阻燃劑會(huì)在聚合物表面形成一層碳（炭化）。例如通過(guò)阻燃劑的脫水作用在聚合物中產(chǎn)生雙鍵而發(fā)生。這些過(guò)程通過(guò)環(huán)化和交聯(lián)過(guò)程循環(huán)形成碳質(zhì)層。
炭化膨脹形成
膨脹
通過(guò)膨脹的阻燃聚合物本質(zhì)上是凝聚相機(jī)理的特例。在這種情況下，活性發(fā)生在冷凝相中，而氣相中的自由基捕集機(jī)理似乎不起作用。
在膨脹階段，產(chǎn)生的燃料量也大大減少，并形成炭而不是可燃?xì)怏w。然而，膨脹型炭在此過(guò)程中具有特殊的積極作用。它構(gòu)成了雙向屏障，既阻止了可燃?xì)怏w和熔融聚合物通過(guò)到火焰中，又阻止了聚合物受到火焰熱的影響。
盡管在過(guò)去15年中開(kāi)發(fā)了許多膨脹系統(tǒng)，但它們似乎都基于以下3種基本成分的應(yīng)用：
一種“催化劑”（酸源），炭化劑和發(fā)泡劑（特殊）。
結(jié)合了導(dǎo)致膨脹作用的最后三種成分的添加劑是可商購(gòu)的。但是，膨脹型制劑可以簡(jiǎn)單地開(kāi)發(fā)出來(lái)，并且比某些商業(yè)級(jí)產(chǎn)品更適合某些特定應(yīng)用。下表1總結(jié)了常用的催化劑，炭化劑和發(fā)泡劑。
1. b.化學(xué)效應(yīng)（氣相）
阻燃劑或其降解產(chǎn)物阻止了在氣相中發(fā)生的燃燒過(guò)程的根本機(jī)理。因此，在火焰中發(fā)生的放熱過(guò)程被停止，系統(tǒng)冷卻，可燃?xì)怏w的供應(yīng)減少，最終被完全抑制。 高反應(yīng)性自由基HO·和H·可以在氣相中與其他自由基發(fā)生反應(yīng)，例如由阻燃劑降解導(dǎo)致的鹵化自由基X·。生成的反應(yīng)性自由基較少，從而降低了燃燒動(dòng)力學(xué)。（請(qǐng)參見(jiàn)下圖）
火焰抑制研究表明，其有效性降低如下：HI> HBr> HCl> HF
鹵代阻燃劑的作用機(jī)理
通常使用溴化化合物和氯化有機(jī)化合物，因?yàn)榈饣镌诩庸囟认率菬岵环€(wěn)定的，并且氟化物的有效性太低。選擇取決于聚合物類型。鹵化阻燃劑在加工條件下的行為（穩(wěn)定性，熔融性，分布性等）和/或?qū)λ貌牧系男阅芎烷L(zhǎng)期穩(wěn)定性的影響是必須考慮的標(biāo)準(zhǔn)。
此外，特別推薦使用在聚合物降解為可燃揮發(fā)性產(chǎn)品的相同溫度范圍內(nèi)，能在火焰中產(chǎn)生鹵化物的添加劑。然后，燃料和抑制劑都將根據(jù)“在正確的時(shí)間在正確的位置”原則到達(dá)氣相。
最有效的阻燃（FR）聚合物材料是鹵素基聚合物（PVC，CPVC，F(xiàn)EP，PVDF ...）和添加劑（CP，TBBA，DECA，BEOs ...）。但是，防火性能的提高取決于防火測(cè)試的類型，即應(yīng)用。
它們完美地說(shuō)明了先前描述的化學(xué)作用方式。燃燒動(dòng)力學(xué)機(jī)制的嚴(yán)重?cái)_動(dòng)導(dǎo)致不完全燃燒。
與三氧化二銻（Sb2 O 3）協(xié)同作用
為了有效捕獲自由基，需要以氣態(tài)氣相到達(dá)火焰。三氧化二銻的加入允許形成揮發(fā)性的銻物質(zhì)（鹵化銻或鹵氧化銻），通過(guò)下面提出的一系列反應(yīng)可通過(guò)抑制H *自由基來(lái)中斷燃燒過(guò)程。該現(xiàn)象解釋了鹵代化合物與Sb 2 O 3之間的協(xié)同作用。
對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，這兩種成分均存在于配方中。
2.物理影響，形成保護(hù)層
這些添加劑可以通過(guò)外部熱流形成一個(gè)低熱導(dǎo)率的屏蔽層，從而減少熱源對(duì)材料的傳熱。然后降低聚合物的降解速率，減少“燃料流”(材料降解產(chǎn)生的熱解氣體) ，為火焰提供燃料。
磷添加劑的作用也是一樣的。它們的熱解產(chǎn)生熱穩(wěn)定的多聚磷化合物，形成保護(hù)性玻璃屏障。使用硼酸基添加劑、硼酸鋅或低熔點(diǎn)玻璃也可以觀察到同樣的機(jī)理。
圖一: 形成保護(hù)層抑制，燃燒和揮發(fā)
冷卻效應(yīng)
添加劑的降解反應(yīng)會(huì)影響燃燒的能量平衡。該添加劑可以使內(nèi)熱降解，使基材冷卻到低于維持燃燒過(guò)程所需的溫度。不同的金屬氫氧化物遵循這一原則，其效率取決于聚合物中的含量。
稀釋
加入惰性物質(zhì)(例如滑石粉或白堊等填料)和添加劑(在分解過(guò)程中演變?yōu)槎栊詺怏w) ，使燃料在固相和氣相中稀釋，使氣體混合物的點(diǎn)火下限未達(dá)到。在最近的工作中，大量灰分(由某些硅基填料產(chǎn)生)的隔離作用已經(jīng)在阻燃體系中得到證實(shí)。
此外，它還突出了一個(gè)相反的效果，即填充材料的熱導(dǎo)率增加了本體中聚合物的熱降解。
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