分子質(zhì)料是與陶瓷質(zhì)料、金屬質(zhì)料并重的三大質(zhì)料之一，絕大多數(shù)高分子質(zhì)料都是以碳為骨架結(jié)構(gòu)聚合而成的，在使用歷程中如遇明火很容易燃燒，因此，關(guān)于高分子阻燃性能的研究是異常需要的。

復(fù)合阻燃手藝

層狀雙氫氧化物(LDH)

層狀雙金屬氫氧化物(LDHs) 為層狀無(wú)機(jī)納米質(zhì)料，與氫氧化鋁 (Al(OH)3， ATH) 和氫氧化鎂 (Mg( OH) 2，MH)具有相似的組成和結(jié)構(gòu)，兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)，且其自己不含有任何有毒物質(zhì)，因此是一種理想的阻燃和抑煙型綠色阻燃劑。LDHs的阻燃機(jī)理為 LDH 在燃燒歷程中可以剖析成 CO2、H2O、金屬氧化物等。一方面，CO2和H2O可以稀釋可燃?xì)怏w和O2，降低燃燒時(shí)的溫度；另一方面，金屬氧化物有利于炭層的形成，起到阻隔O2和熱量的作用，進(jìn)一步降低基材的降解速率。

納米金屬有機(jī)框架質(zhì)料(MOFs)

MOFs 是由有機(jī)配體與金屬離子或團(tuán)簇通過(guò)自組裝的方式形成的具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī) － 無(wú)機(jī)雜化多孔質(zhì)料。

MOFs 的設(shè)計(jì)具有無(wú)邪性，結(jié)構(gòu)具有可調(diào)性。豈論是針對(duì)有機(jī)配體照樣金屬配位物，只要經(jīng)由合理的改性設(shè)計(jì)都可獲得具有某種特定性能的MOFs，這預(yù)示著 MOFs 具有廣漠的應(yīng)用遠(yuǎn)景。

類(lèi)沸石咪唑酯框架質(zhì)料 ( ZIFs) 連系 了傳統(tǒng) MOFs 和沸石的優(yōu)點(diǎn)，性能優(yōu)異。ZIFs 由過(guò)渡元素與含咪唑環(huán)的有機(jī)配體自組裝形成，其易于合成、 穩(wěn)固性能優(yōu)越、孔道規(guī)整、結(jié)構(gòu)多樣、催化活性較高。

籠型倍半硅氧烷(POSS)

POSS 是一種新型的硅系阻燃劑，具有有機(jī) －無(wú)機(jī)雜化結(jié)構(gòu)。

POSS 在改善質(zhì)料阻燃性能的同時(shí)，能有用改善聚合物的力學(xué)性能、加工性能及耐熱性能等。POSS 具有有機(jī) － 無(wú)機(jī)雜化、籠型、納米結(jié)構(gòu) 的特點(diǎn)，向聚合物中引入POSS可提高其耐熱性能、阻燃性能、力學(xué)性能，降低其介電常數(shù)。POSS及其衍生物作為高分子無(wú)鹵阻燃劑，屬于新型無(wú)鹵阻燃劑的一大類(lèi)，并獲得了普遍應(yīng)用。

石墨烯(GNS)

GNS 是一種單層碳原子組成的二維納米片層質(zhì)料。

GNS 及其衍生物由于納米效應(yīng)而有優(yōu)越的阻燃性能，特殊是 GNS 作為阻燃助劑與無(wú)機(jī)納米質(zhì)料連系可形成用途普遍的阻燃質(zhì)料。與傳統(tǒng)碳系阻燃劑如石墨、膨脹石墨、氧化石墨等相比，GNS 怪異的二維納米片層結(jié)構(gòu)具有更高的阻燃效率 ; 而與碳納米管相比，GNS 價(jià)錢(qián)相對(duì)低廉，更適合工業(yè)應(yīng)用。

GNS 及其衍生物的阻燃機(jī)理為:

( 1) GNS 及 GO 都具有怪異 的二維層狀結(jié)構(gòu)，在燃燒歷程 中GNS 可以促進(jìn)天生致密且延續(xù)的碳層結(jié)構(gòu)，起到了物理隔離屏障的作用;

(2)層狀結(jié)構(gòu)使得 GNS 及其衍生物具有了較大的比外觀積，能夠加倍有用地吸附可燃性有機(jī)揮發(fā)物，或者阻礙這些有機(jī)揮發(fā)物的釋放和擴(kuò)散;

(3) GNS 尤其是 GO 質(zhì)料外觀都含有厚實(shí)的活性基團(tuán)，在低溫下，GO 上的含氧基團(tuán)剖析和脫水反映，在燃燒歷程中，這種反映發(fā)生的氣體能吸收大量的熱量降低聚合物基體溫度，同時(shí)，脫水氣體還能稀釋火焰周?chē)?O2濃度，到達(dá)阻燃效果;

(4) GNS 和 GO 能與聚合物質(zhì)料的分子鏈之間發(fā)生相互作用，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在燃燒歷程中，這種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)防止了熔融滴落征象的發(fā)生，提高復(fù)合質(zhì)料的阻燃性。

協(xié)效阻燃手藝

現(xiàn)在國(guó)際上無(wú)鹵阻燃劑的*****研發(fā)燒門(mén)之一就是行使多種阻燃元素協(xié)效來(lái)填補(bǔ)單一阻燃元素的不足，從而較好地平衡阻燃劑用量、性能與成本的關(guān)系，知足日益增添的環(huán)保與平安性要求。研究職員對(duì)多種系統(tǒng)阻燃劑的協(xié)效作用做了大量的研究，如氫氧化物的協(xié)效阻燃、磷氮協(xié)效阻燃、磷硅協(xié)效阻燃、納米粒子復(fù)配阻燃系統(tǒng)等。

金屬氫氧化物協(xié)效阻燃

金屬氫氧化物包羅ATH和 MH。氫氧化物阻燃劑在整個(gè)阻燃?xì)v程中沒(méi)有任何有害物質(zhì)發(fā)生，而且其剖析的產(chǎn)物在阻燃的同時(shí)還能吸收高分子質(zhì)料燃燒所發(fā)生的有害氣體和煙霧，是最環(huán)保的阻燃劑之一。 現(xiàn)在常見(jiàn)的無(wú)鹵復(fù)配阻燃劑主要分為層狀物、含磷化合物、稀土氧化物等。

磷－氮協(xié)效阻燃

磷－氮協(xié)效已成為磷系、氮系阻燃劑研究開(kāi)發(fā)的*****偏向，已在諸多領(lǐng)域成為環(huán)保無(wú)鹵阻燃最現(xiàn) 實(shí)的選擇之一，其阻燃機(jī)理為凝聚相阻燃和氣相阻燃的綜互助用，阻燃劑在燃燒受熱歷程中會(huì)剖析天生磷酸、聚磷酸等無(wú)機(jī)酸，能在基材外觀形成一層珍愛(ài)膜，阻隔了空氣；同時(shí)受熱后易放出氨氣、氮?dú)狻⑺魵夂偷趸锏炔蝗夹詺怏w，這些氣體阻斷了氧的供應(yīng)，到達(dá)阻燃目的。

好比，接納聚乙烯亞胺與含磷中心體前體為質(zhì)料，制備用于水發(fā)泡軟質(zhì) PU 泡沫質(zhì)料的水溶性磷 － 氮協(xié)效膨脹型阻燃劑 ( PEIPO)。

其他協(xié)效系統(tǒng)

烷基次磷酸鹽類(lèi)阻燃劑因其熱穩(wěn)固性好、含磷 量較高、阻燃效果優(yōu)異而備受青睞，但烷基次磷酸鹽類(lèi)阻燃劑的價(jià)錢(qián)對(duì)照昂貴，單獨(dú)用作阻燃劑時(shí)質(zhì)料的力學(xué)性能并不理想，通常需引入納米粒子或無(wú)機(jī)阻燃劑等舉行復(fù)配。直鏈或支鏈烷基次磷酸鹽是烷基次磷酸鹽類(lèi)阻燃劑中應(yīng)用最為普遍的一類(lèi)，AlPi已被應(yīng)用于聚酯、聚酰胺 ( PA) 等高分子質(zhì)料中。

好比，將 AlPi 和異氰尿酸三縮水甘油酯 (TGIC)協(xié)效阻燃聚酰胺 6 (PA6) ，效果解釋 : 當(dāng) Al- Pi 和 TGIC 的總添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 11%，AlPi 和 TGIC 的質(zhì)量比為 97∶ 3 時(shí)，可到達(dá) UL-94 V-0 級(jí)， LOI 為 30．3% 。

再如，將 聚磷酸銨 ( APP) 、次磷酸鋁 (AHP) 、三聚氰胺氰尿酸鹽 ( MCA)作為復(fù)配型阻燃添加劑與聚丙烯( PP)舉行共混后解釋 : 阻燃劑總質(zhì)量在30%， m(APP)：m(AHP)：m( MCA) = 4∶ 1∶ 1時(shí)獲得理想阻燃效果，此時(shí)阻燃 PP 的 LOI 為 33%，到達(dá) UL-94 V-0 級(jí)。

大分子阻燃手藝

現(xiàn)在國(guó)際上無(wú)鹵阻燃劑的*****研發(fā)燒門(mén)之一就是行使多種阻燃元素協(xié)效來(lái)填補(bǔ)單一阻燃元素的不足，從而較好地平衡阻燃劑用量、性能與成本的關(guān)系，知足日益增添的環(huán)保與平安性要求。研究職員對(duì)多種系統(tǒng)阻燃劑的協(xié)效作用做了大量的研究，如氫氧化物的協(xié)效阻燃、磷氮協(xié)效阻燃、磷硅協(xié)效阻燃、納米粒子復(fù)配阻燃系統(tǒng)等。

大分子阻燃劑是將小分子阻燃劑結(jié)構(gòu)通過(guò)化學(xué)反映實(shí)現(xiàn)的一種大分子阻燃劑，從而獲得的一種富含阻燃元素結(jié)構(gòu)、與高分子間相互作用較好的大分子阻燃化合物。

好比通過(guò)取代反映、縮合反映和加成 反映等合成了一種無(wú)機(jī)－ 有機(jī)雜化大分子阻燃劑—六-［4-( N-苯 基 氨 基-DOPO-次甲 基)苯 氧基］環(huán)三磷腈 ( DOPO-PCP) ，將 DOPO-PCP 用 于DGEBA阻燃。

再如，將具有自由基淬滅功效的受阻胺 基團(tuán)引入到 IFR 中，制備一種新型的具有自由基 淬滅功效的大分子膨脹型阻燃劑( HAPN) ，并將其與 APP 復(fù)配阻燃 PP。

阻燃劑已經(jīng)隨著高分子質(zhì)料的普遍應(yīng)用而獲得了很大生長(zhǎng)，而且隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們不停追求阻燃效率高、無(wú)毒無(wú)害、與聚合物相容性好、低遷徙性、成本低的環(huán)保阻燃劑，新型阻燃劑品種不停泛起，一些新興手藝也被不停地應(yīng)用于阻燃劑的研究和生產(chǎn)。協(xié)效阻燃、大分子阻燃手藝的生長(zhǎng)正向著高效化、低毒化、環(huán)?；钠蛏L(zhǎng)。

未來(lái)阻燃手藝研究的偏向包羅對(duì)高分子阻燃質(zhì)料開(kāi)展超細(xì)化設(shè)計(jì)、微膠囊化設(shè)計(jì)、差別阻燃劑復(fù)配協(xié)同、大分子阻燃劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及外觀改性等手藝的研究。隨著海內(nèi)外對(duì)阻燃手藝的研究希望，阻燃劑將會(huì)有一個(gè)蓬勃生長(zhǎng)的遠(yuǎn)景。

參考素材：高分子質(zhì)料阻燃手藝的研究希望，陳琦等。