一、前言

       隨著人們生活質量的提高，大量品種繁多、設計新穎的新型建筑材料和裝飾裝修材料被廣泛應用，給人們的生活帶來了美的享受和更多的便利。但這些材料大多是由可燃或易燃的高分子材料組成，如遇明火很容易燃燒形成火災，對人類的生命、財產(chǎn)安全造成嚴重威脅，因此，對于高分子材料阻燃性能的研究是非常必要的。

       阻燃材料指能夠抑制或者延滯燃燒、而自己并不容易燃燒的材料，自問世以來便得到廣泛的關注，人們十分希望此類材料將降低火災發(fā)生率、保護安全等方面的重要作用充分地發(fā)揮出來，目前多應用于塑料、薄膜、紡織物、涂料、橡膠、電工電子產(chǎn)品等。

 

       二、阻燃=不燃?

       阻燃是采取將熱量傳遞過程延緩，對熱量的釋放進行抑制，或者將易燃氣體同燃燒物之間的接觸隔絕等方式達到阻礙燃燒行為發(fā)生或繼續(xù)目的的一種技術。簡單來說，阻燃是沒有燃燒能力或不易燃燒，不可燃則是物質本身不能燃燒。

       所有的阻燃材料不都是可燃易燃材料的。阻燃劑主要有有機和無機，鹵素和非鹵。有機是以溴系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系。

 

       三、高分子材料阻燃反應機理

       就高分子材料而言，其燃燒過程十分復雜，一般受到高溫的影響，高分子材料表層的分子熱運動會加劇，若溫度達到某一臨界值，分子鏈會斷裂并降解為小分子，此時會有可燃性氣體持續(xù)產(chǎn)生，加劇燃燒行為的延續(xù)。

       高分子材料的阻燃反應機理分為氣相阻燃和凝聚相阻燃。

 

       氣相阻燃原理即在高分子材料燃燒反應進行過程中，利用阻燃劑發(fā)生的熱分解化學反應，借助該反應生成的惰性氣體使周圍環(huán)境中的氧氣含量和燃燒所產(chǎn)生的可燃性氣體含量大幅度降低。同時利用阻燃劑受熱后化學分解吸熱的基本原理，降低化學反應溫度，以達到高分子材料阻燃的目的。

       凝聚相阻燃則是利用高分子材料化學燃燒時，在高分子材料凝聚相阻燃劑與空氣接觸的表層，化學反應后生成膨脹碳層，以膨脹碳層積聚后疏松多孔的物理性質達到隔熱、防火和阻燃的目的。

 

 

       四、阻燃高分子材料的應用

       1、建筑材料領域中的應用

       隨著我國建筑行業(yè)市場規(guī)模的不斷擴大和人類生活物質水平的不斷提升，建筑材料的阻燃性是否優(yōu)良逐步成為居民判斷工程結構是否能保障生命安全的重要內容，也成為居民購買房屋建筑的重要考量因素。目前常用的建筑材料大多為聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等，它們的分子鏈中通常含有碳、氫等易燃元素，阻燃防火性能較差，難以滿足實際應用要求，故需改進性能，進行有優(yōu)異綜合性能的阻燃高分子材料的制備，希望其能夠以對原有功能的保持為前提具備良好的阻燃性能，有效降低火災發(fā)生率，保證使用安全。

 

       2、工程材料領域中的應用

       阻燃高分子材料除了在建筑工程領域的應用，還可進一步應用于電氣工程、汽車工程領域，不僅在一定程度上實現(xiàn)了高分子材料的成本優(yōu)化與控制，而且為電氣工程和汽車工程的質量提升與安全性保障奠定了重要基礎，更極大限度促進了高分子材料的使用安全。

       將三氧化二銻無機阻燃劑添加到聚氯乙烯物質中，改良升級得到阻燃性能更加優(yōu)良、用量更小而效果更佳的聚氯乙烯高分子復合材料，并將其用作電纜材料，有效增強了電纜材料的阻燃性能；將阻燃性能優(yōu)異的次磷酸鹽和對苯二甲酸乙二胺的復合搭配后放置于丙烯晴或聚乙烯的三元共聚物中，可以得到性能優(yōu)秀的難燃高分子結構，該結構能夠應用于汽車工程的方向盤、后視鏡等的加工制備，為汽車應用安全做出了一定的貢獻。

       3、電工電子領域中的應用

       手機、電腦、服務器等基礎電子設備往往選用高分子樹脂作為電子覆銅板制備原材料，但實際使用時，對該類高分子樹脂抗剝強度、玻璃化轉變溫度甚至阻燃性能等的要求往往較高，使用阻燃耐火性能更好的高分子樹脂作為有機基體制備覆銅板，將其應用于電子通信設備領域，為電子設備的安全使用保駕護航。

 

 

       五、結語

       阻燃高分子材料自問世已經(jīng)得到了很大發(fā)展，并且隨著人們環(huán)保意識的增強，一些新興技術也被不斷地應用于研究、探索、優(yōu)化、改良高分子材料的阻燃性能，并盡可能減少高分子材料燃燒后所釋放的有毒物質氣體含量，或避免該類有毒氣體、可燃氣體與周圍環(huán)境的接觸，而達到化學阻燃和物理阻燃的結合。

       理想的阻燃高分子材料應該具有高阻燃效率、長效性、耐高溫、難遷移、與聚合物的相容性好、不影響材料的其他性能、環(huán)境友好、不釋放有毒有害物質且價格低廉等特性，但這實際上幾乎是不可能的，所以選擇實用的阻燃劑時，大多是在滿足基本要求的前提下，在其他要求間折衷和求得最佳的綜合平衡，這也將是未來阻燃高分子材料研究人員所面臨的重要課題。

 

       六、參考文獻

       [1] 陳琦，張英，楊晨熙，胡雨婷，李志杰。高分子材料阻燃技術的研究進展 [J]。上海塑料，2021，49(04):1-8。

       [2] 趙青雨。高分子材料的阻燃技術探討 [J]。信息記錄材料，2021，22(03):19-21。

       [3] 田強，王桂珍。阻燃高分子材料在建筑工程中的應用及其研究進展綜述 [J]。合成材料老化與應用，2021，50(02):155-157。

 

轉自——奎源高分子公眾號

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