磷系阻燃劑簡介及原理
- 2012-4-25 8:29:16
- 來源：自采
- 作者：楊璐
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在當今，傳統溴系雖然阻燃效果很好，但由于其中相當多的一部分對環境不友好，甚至對人體產生很大的危害 |
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磷系阻燃劑 |
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在當今，傳統溴系雖然阻燃效果很好，但由于其中相當多的一部分對環境不友好，甚至對人體產生很大的危害，例如多溴聯苯醚系列。無鹵阻燃劑也就成了人們的追逐方向，而磷系阻燃劑又是無鹵阻燃劑中的重中之重。磷系雖然阻燃效果次于溴系，但是由于它對環境比較友好，沒有什么危害，因此，它的使用范圍越來越廣闊，人們也對它越來越重視，需求量激增，在這種情況下，諸多學者鉆研此道，開發出了很多新型的磷系阻燃劑產品。磷系阻燃劑也開始逐漸地占領阻燃劑市場。
磷系阻燃劑中有機磷系品種大多是油狀,在高聚物加工過程中不易添加,一般在聚氨酯泡沫、軟PVC、變壓器油、纖維素樹脂、天然和合成橡膠中使用。
磷系阻燃劑主要分為無機磷系和有機磷系阻燃劑。含磷無機阻燃劑最主要的產品有紅磷阻燃劑、磷酸銨鹽和聚磷酸銨等。無機磷系的優點是穩定性好、不會發、不產生腐蝕性氣體、效果持久并且毒性低。其中，紅磷阻燃劑的阻燃效果明顯優于磷酸酯類。
有機磷系阻燃劑主要有有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯類的特點是具有阻燃與增塑雙重功能。它可使阻燃劑實現無鹵化，其增塑功能可使塑料成型時流動加工性變好，可抑制燃燒后的殘余物。產生的毒性氣體和腐蝕性氣體比鹵系阻燃劑少。其主要優點是效率較高；對光穩定性或光穩定劑作用的影響較小；加工和燃燒中腐蝕性小；有阻礙復燃的作用；極少或不增加阻燃材料的質量。但大多數磷酸酯類阻燃劑也存在著一些缺點。如耐熱性差、揮發性大、相容性不理想，而且在燃燒時有滴落物產生等。
含磷添加劑主要在凝聚相中作用，它的阻燃機理如下：
①形成磷酸配作為脫水劑，并促進成炭，炭的生成降低了從火焰到凝聚相的熱傳導。
②磷酸可吸熱，因為它阻止了CO氧化為CO2，降低了加熱過程。
③對凝聚相形成一層薄薄的玻璃狀的或液態的保護層，因此降低了氧氣擴散和氣相與固相之間的熱量和質量傳遞，抑制了炭氧化過程，降低了含磷阻燃劑受熱分解發生如下變化：磷系阻燃劑→磷酸偏→磷酸→聚偏磷酸，聚偏磷酸是不易揮發的穩定化合物，具有強脫水性，在聚合物表合物與空氣隔絕;脫出的水氣吸收大量的熱，使聚合物表面阻燃劑受熱分解釋放出揮發性磷化物，經質譜分析表明，存氫原子濃度大大降低，表明PO*捕獲H*，即PO*+H*=HPO。
磷系阻燃劑單獨使用時阻燃效果不佳磷系阻燃劑起阻燃作用在于促使高聚物初期分解時的脫水而碳化。這一脫水碳化步驟必須依賴高聚物本身的含氧基團，對于本身結構具有含氧基團的高聚物。它們的阻燃效果會好些。對于聚丙烯來講，由于本身的分子結構沒有含氧的基團，單獨使用磷系阻燃劑時阻燃效果不佳，但是如果與Al(0H)3和Mg(OH)2等復配即可產生協同效應，從而得到良好的阻燃效果。
（責任編輯：01056）
