1．2．6． l 阻燃剂
(1)概述
大多数工程塑料的极限氧指数小于21％，目前各发达国家都对高分子材料的阻燃处理给予极大的重视，并且日益认识到采用阻燃材料是防止和减少火灾的战略性措施之一。在工程塑料的阻燃技术中，添加有效的阻燃剂是目前普遍采用的方法。
阻燃剂是一类能够阻止聚合物材料被引燃或抑制其火焰传播速度的助剂，多为含卤素或磷、锑、硼、铝等元素的有机或无机化合物．根据使用方法的不同，可以将阻燃剂分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂两大类．添加型阻燃剂是在塑料加工时加入的，主要用于热塑性工程塑料；具有使用方便、应用面广、可任意凋配比例的优点，但对制品的性能有很大的影响．主要包括磷酸酷、卤代烃、Sb2O3、AI(OH) 3；反应型阻燃剂是在聚合物合成时作为原料单体
加入，通过化学反应使其成为聚合物分子链的一部分，多用于热固性工程塑料。但有些反应型阻燃剂电可用作添加型阻燃剂。其特点是阻燃效果持久，对塑料的性能影响小。主要包括含磷多元醇和囟代酸酐。
理想阻燃剂应具备的条件如下。
①不损坏塑料的力学性能，特别是不降低塑料的热变形温度、机械强度、电气性能。
②阻燃剂的热分解温度应适应需进行阻燃加工的材料的需要。首先．分解温度不能太高，应在塑料热分解时急速分解以发挥其阻燃效果；其次．不能在塑料加工时发生热分解。
③具有耐候性、持久性。
④价廉、易得。
(2)阻燃机理
聚合物的燃烧速度取决于：热裂解气体产生的速度；热裂解气体与氧气的混合速度；热裂解气体与氧气的反应速度；燃烧着的聚合物吸收自己燃烧所放出的热量的速度。因此，抑制影响聚合物燃烧速度的任意因素都可以实现聚合物的阻燃。阻燃剂的作用机理就是通过物理的或化学的途径来切断燃烧循环实现阻燃的．反应型阻燃剂是通过改变聚合物的结构使燃料变为非燃料来达到阻燃目的的；添加型阻燃剂是通过隔氧、降温来实现阻燃的．添加型阻燃剂的几体阻燃机理有以下几个方面．
①燃烧时形成不透的耐火隔层，隔绝燃烧物与氧的接触。不透耐火隔层可通过下述方式获得：
a．阻燃剂燃烧时分解放出较重的不燃性高沸点液体；
b．阻燃剂受热熔融后产生不可透过的涂层；
c．阻燃剂受热产生的物质使聚合物材料表面失水炭化；
d．阻燃刑本身形成炭化层．
改变燃烧过程的热状态．阻燃剂的熔融、分解、升华是吸热反应．可吸收大量的热使燃烧区的温度降低，促使燃烧过程终止。
③冲淡氧的供给。阻燃剂受热分解放出大量的不燃性气体，稀释燃烧区可燃气体的浓度或覆盖整个燃烧区，限制氧对燃烧区的接近，降低燃烧速度。
④从化学反应上阻碍燃烧过程，即改变燃烧的化学反应。例如，使树脂分子链上的碳原子燃烧后不是产生CO2．而是产生CO，从而大大减少燃烧放出的热量．因为生成CO的反应热是396kJ／mol，而生成CO的反应热仅是110kj/mo1．
⑤阻燃剂的分解产物捕捉高能量的OH 。在聚合物燃烧过程中，OH·的增殖速度对聚合物的燃烧程度具有举足轻重的作用，因此，若能将OH·有效的捕捉，即能终止聚合物燃烧的自由基链式反应。例如，卤素阻燃剂在燃烧时可分解生成HX．
HX+OH·→X·+H2O
X·+RH→HX+R·
HX+HO·→X·+ H2O
如此循环下去，可将OH·的连锁反应切断
(3)主要品种

1. 添加型阻燃剂 添加型阻燃剂的常用品种如下 。

a．三氧化二锑(Sb2O3) 应用广泛的廉价阻燃剂，单用效果低，与含磷、含卤阻燃剂并用可产生协同效应。主要应用的工程塑塑料是PE、ABS等。
b．氢氧化铝[Al2O3·3H2O或AI(OH)3]阻燃剂兼填充剂，价廉，但阻燃性不强．主要应用的工程塑料是EP、PF、UP、ABS。
c．氯化石蜡 低成本，阻燃效率高，与等量氧化锑配合使用有协同效应．主要应用的工程塑料是PF。
d．六溴苯(HBB) 溴含量高，阻燃效率高，热稳定性好，与氧化锑并用有协同效应。主要应用的工程塑料是ABS、EP、PA，PBT等。
e．十溴二苯醚 含溴量大，阻燃效能高，热稳定性好。主要应用的工程塑料是EP、PF，ABS、PA、PPO、有机硅树脂等。
f．磷酸三<2，3—二氯丙基)酯(TDPP)阻燃效率高，挥发性小，耐油性、耐水解性好。主要应用的工程塑料是EP、UP、PF等。
g．1，2—双(2，4，6—三溴苯氧基)乙烷(FR-3B)广泛应用于热塑性和热固性工程塑料中，可代替十溴二苯醛、四溴双酚A等，适用于浅色和艳色制品。主要应用的工程塑料是ABS、PC、PSF、UP、PBT等．
h．2，2—双(溴甲基)-1，3[双(2-溴丙基)(2-氯丙基)膦酸酯]丙烷(FR-BCR)
性能优异的阻燃剂、增塑剂，相对分子质量大，空间位阻大，挥发性小．热稳定性好，结构中含磷，溴、氧三种阻燃元素，故自身具有良好的协同效应，与树脂相容性好．主要应用的工程塑料是PF、EP等。
i．红磷阻燃剂 阻燃效率高，可用于热塑性工程塑料和热固性工程塑料，毒性小．
②反应型阻燃剂 常用的反应型阻燃剂如下。
a．四溴双酚A(TBA或TBBPA)作为反应型阻燃剂主要应用的工程塑料是EP、PC、PF、UP，可赋予树脂优良的耐燃性。此外，还可作为添加型阻燃剂应用于ABS等工程塑料中．
b．四溴邻苯二甲酸酐(TBPA) 适用于UP、EP、PC的高效反应型阻燃剂。作为添加型阻燃剂可用于ABS等工程塑料中。此外还兼具抗静电效果。
c．双(2，3—二溴丙基)及丁烯二酸酯(FR—2) 用于ABS，UP具有良好的阻燃效果。
d．氯桥酸酐 反应型阻燃剂兼环氧树脂固化剂。作为反应型阻燃剂．主要适用的工程塑料是UP、EP、PUR等，耐药品性好，固化环氧树脂的热变形温度可达180℃。
e．二(聚氧乙烯)羟甲基脾酸酯(HMP) 适用于UP、PUR、PF、EP等塑料，阻燃效能高，且不影响塑料的光稳定性．
f．缩水甘油二溴甲苯基醚 适用于EP，PF、UP等热同性塑 料。黏度低，使用方便，可制得透明制品。主要用于制造层压、浸渍、浇注产品。
g．四溴双酚A双(羟乙氧基)醚(EOTBBA) 热稳定性好，适用于UP纤维、EP和PUR，也可作ABS的添加型阻燃剂。
1．2．6．2 消烟剂
众所周知，塑料必须满足越来越严格的阻燃要求，而且在很多情况下，只能通过加入阻燃剂来实现．但如果阻燃剂是通过破坏气相中的自由基链式反应来实现阻燃的，又通常会导致发烟量升高；因为抑制了燃烧过程中的氧化反应就会促进烟灰的形成。
同阻燃剂一样，消烟剂也能在凝聚相中以物理的或化学的方式起作用。以物理方式起作用是指其抑制了裂解产物的生成，从而减少了烟雾的产生。此外，发烟量也可通过芳香族炭黑母体或炭黑自身的氧化作用以化学方式来降低。但是，加入在气相中以化学方式起作用的消烟剂促进了氧化反应的进行，因而削弱了阻燃剂的作用，可以说，消烟剂活化了燃烧过程，这与阻燃剂的作用恰恰相反。为了解决这对矛盾，宜选用和阻燃剂一样以物理方式起作用的消烟剂，但这也存在许多不利之处，并且效果有限．