磷-鹵系阻燃劑簡(jiǎn)介

(1)鹵系阻燃劑分解產(chǎn)生鹵化氫(HX)，鹵化氫消除高分子材料燃燒反應(yīng)產(chǎn)生活性自由基。如HX與火焰中鏈反應(yīng)活性物質(zhì)HO·.作用，使上述游離基濃度降低，從而減緩或終止燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，達(dá)到阻燃的目的。

RX → HX.

HX + HO·→X·+ H2O

RH + X·→ HX + R·

(2)聚合物材料炭化。鹵素阻燃劑在燃燒條件下分解出HX后的殘留物可促進(jìn)聚合物材料的脫水炭化，形成難燃的炭化層，減少了低分子量裂解產(chǎn)物的生成量，阻礙燃燒反應(yīng)的正常進(jìn)行。鹵系阻燃劑阻燃效果好，添加量少，對(duì)材料的性能影響較小。但發(fā)煙量大，釋放出的鹵化氫氣體具有腐蝕性，并且會(huì)產(chǎn)生有毒致癌物質(zhì)多溴代苯并惡英和多溴代二苯并呋喃，影響人體正常代謝。歐盟已在2006年7月1日開始實(shí)施RoHS指令，嚴(yán)格限制多溴二苯醚PBDE、多溴聯(lián)苯PBB的使用。

鹵系阻燃劑對(duì)未增強(qiáng)和增強(qiáng)尼龍均很有效，它可以與協(xié)效金屬氧化物、金屬鹽、含磷化合物或成炭劑共同使用。但是鹵系阻燃劑也會(huì)造成尼龍鏈裂解成可燃單體或由鹵化氫(HX)引發(fā)或催化的類似的東西。鹵系阻燃劑通常使用的是氯化阻燃劑和漠化阻燃劑;氯化阻燃劑主要為六氯環(huán)戊二烯與環(huán)辛二烯發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應(yīng)生成的二元加成產(chǎn)物，雙(六氯環(huán)戊二烯)環(huán)辛烷，它在尼龍中最常用。阻燃尼龍的成分主要包括15%-30%的氯化物添加劑和4%-15%的金屬氧化物協(xié)效劑，協(xié)效劑包括三氧化二銻、三氧化二鐵、氧化鋅和硼酸鋅，三氧化二鐵在尼龍66中是最有效的。溴化阻燃劑單獨(dú)使用時(shí)效果不是很明顯，但通過(guò)三氧化二銻的協(xié)同作用后，效果非常明顯。Br-Sb協(xié)同系統(tǒng)對(duì)PA的阻燃效果非常好的原因是: 溴化物受熱釋放的HBr與Sb2O3反應(yīng)生成SbOBr，而SbOBr受熱又放出SbBr3，其中SbBr3是阻燃作用的主要承擔(dān)者，其作用為:

①氣相中游離基的捕獲劑。

②相對(duì)密度大，起到排除氧氣的作用。

③在火焰上空凝聚成液滴或固體微粒，產(chǎn)生壁效應(yīng)散射大量熱量。

④由SbOBr分解而來(lái)，延長(zhǎng)了澳游離基的釋出時(shí)間，增加了吸熱作用。

鹵系阻燃劑對(duì)尼龍?bào)w系具有優(yōu)良的阻燃性、加工性和相容性、良好的耐候性、化學(xué)穩(wěn)定性和電學(xué)性質(zhì)，耐熱穩(wěn)定性高，但缺乏抗紫外光穩(wěn)定性和表面易噴霜，在對(duì)聚合物阻燃的同時(shí)，放出有毒的煙、氣體。因此危害環(huán)境和人類的健康，今后的發(fā)展方向應(yīng)向無(wú)鹵方向發(fā)展，找出一種鹵系阻燃劑的替代物。

十溴二苯乙烷[9]

十溴二苯乙烷，他不僅具有十溴二苯醚的諸多優(yōu)點(diǎn)，而且熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性、抗遷移性等多方面都比十溴二苯醚略勝一籌，更重要的是它的分子中不存在醚鍵，所以沒(méi)有生成多溴代二苯并二惡烷和多溴代二苯并呋喃的危險(xiǎn)，因此近年來(lái)在全球銷售前景十分看好，是一個(gè)值得重視的新型溴系阻燃劑。

十溴二苯乙烷由于熔點(diǎn)極高，而且在樹脂中基本不溶，所以使樹脂具有較高的熱變形溫度，缺點(diǎn)是較低的熔流指數(shù)和較低的沖擊強(qiáng)度。為了克服這兩個(gè)缺點(diǎn)，人們又開發(fā)了十溴二苯乙烷的改性品種，它們可以賦予被阻燃材料較好的加工性能。提高十溴二苯乙烷阻燃高分子材料沖擊強(qiáng)度的另一個(gè)方法是采用沖擊強(qiáng)度改性劑，最有效的沖擊強(qiáng)度改性劑是SBS和氯化聚乙烯，二者混合使用效果尤佳，可充分發(fā)揮沖擊強(qiáng)度改性劑的作用。

鹵系阻燃劑即將退出阻燃舞臺(tái)了嗎？開發(fā)少數(shù)幾個(gè)無(wú)鹵阻燃工程塑料，是否就預(yù)示含鹵阻燃劑的耗量會(huì)大幅度降低還不能過(guò)早定論。據(jù)估計(jì)，在本世紀(jì)內(nèi)，不會(huì)有大于10%的含鹵阻燃劑被取代。已經(jīng)研究過(guò)的一系列的無(wú)鹵阻燃劑，其中有些的確具有優(yōu)異的阻燃性能，但這類產(chǎn)品一般較它們擬取代的含鹵阻燃利的售價(jià)高40 /--50%

盡管有些全球性的樹脂供應(yīng)商確信，它們最終能使大多數(shù)鹵系阻燃劑退出他們的生產(chǎn)線，但是一些一流的阻燃材料復(fù)配廠家則要保守和謹(jǐn)慎得多他們因面臨由于PBDPO毒性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而引起的挑戰(zhàn)。所以在銷售傳統(tǒng)溴系阻燃劑的同時(shí)也努力提供市場(chǎng)無(wú)鹵阻燃劑系統(tǒng)，但他們對(duì)于取代溴系阻燃劑持有疑問(wèn)。專家們認(rèn)為，無(wú)鹵阻燃劑將會(huì)獲得某些特殊應(yīng)用。但含鹵阻燃劑則要在21世紀(jì)某個(gè)時(shí)才會(huì)退出阻燃舞臺(tái)。那時(shí)，它們將為具有阻燃本性的高聚物所取代。

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