无卤磷系阻燃聚合物研究进展.pdfVIP

　第 6 期 高 　　分 　　子 　　通 　　报 ·37 · 无卤磷系阻燃聚合物研究进展 1 ,2 1 ,2 1 1 吴育良 ,王长安 ,许 　凯 ,陈鸣才 ( 1 中国科学院广州化学研究所 ,广州 　510650 ; 2 中国科学院研究生院 ,北京 　100039) 　　摘要 :无卤磷系阻燃聚合物燃烧时低烟无毒 ,对环境污染少 ,阻燃剂含量较少就能达到好的阻燃效果 ,且对 聚合物材料的各种性能影响甚微 ,因而无卤磷系阻燃聚合物得到广泛的应用。文中在参考了大量文献的基础 上 ,对无卤磷系阻燃聚合物的合成、结构、性能及应用做了详细的介绍和论述 ,并展望了无卤磷系阻燃聚合物的 发展方向和前景。 　　关键词 :阻燃剂;磷 ;无卤 ;聚合物 前言 阻燃剂是能够使聚合物以及相关材料不易着火燃烧或能够减慢燃烧速度的一种助剂。其用量仅次 于增塑剂 ,全世界的年需求量大约为 55～60 万吨 ,而且仍以 4 %左右的年增长率在发展。20 世纪 70 年代 以来,随着化学纤维、塑料、橡胶、涂料等高分子材料的迅猛发展 ,高分子材料越来越广泛应用于一般建筑 和高层建筑、交通运输设施、电子电器、日常家具等领域 ,而由于这类材料被引燃而导致的火灾事故频繁 发生 ,对人类的生命财产构成严重的威胁[1 ] 。因此 ,高分子材料的阻燃问题引起了广泛的关注 ,成为迫切 需要解决的课题。 目前,市场上销售的大部分是卤系阻燃剂 ,特别是中国超过了 80 % 。但自 1986 年以来 , 阻燃领域内 [2 ] 开展了多溴二苯醚类阻燃剂的毒性与环境问题的争议 , 即所谓的Dioxin 问题之争 。近几年来 ,欧洲阻 燃协会提出了禁用多溴二苯醚的法案 ,荷兰首先实施 ,其它国家如德国开始仿效[3 ] 。这使得各国阻燃材 料制造商开始以谨慎的态度对待溴系阻燃剂在高聚物中的应用从而非卤阻燃剂异军突起 ,特别是磷系阻 燃剂不断地从实验室走向市场。 磷系阻燃剂可同时在凝聚相及气相发挥阻燃效能 ,且在两相中均存在物理和化学因素 ,其中可能涉 及抑制火焰 ,熔流耗热 ,含磷酸形成的表面屏障 ,酸催化成炭 ,炭层的隔热 ,隔氧等阻燃作用机理[4 ] 。本文 综述了最近几年无卤含磷阻燃剂在高分子材料中的应用和发展 ,按阻燃剂与被阻燃基材的关系 , 阻燃剂 可分为添加型和反应型两种。目前使用的阻燃剂 85 %为添加型 ,仅 15 %为反应型 ,前者多用于热塑性高 聚物 ,后者多用于热固性高聚物。 1 　聚合物阻燃机理 聚合物阻燃就是利用各种物理或化学方法破坏燃烧过程的某一环节设法阻止其分解、抑制可燃气体 的产生 ,或者通过隔离热和空气以及冲稀可燃气体来达到目的[5 ] 。无卤磷系阻燃高聚物阻燃机理主要 有 :凝聚相阻燃和气相阻燃。凝聚相阻燃即阻燃剂受热分解生成磷的含氧酸 ,这类酸能催化含烃基化合 物的脱水成炭 ,降低材料的质量损失速度和可燃物的生成量 ,而磷则大部分残留于炭层中。研究表明 :含 磷聚合物燃烧后成炭率比相应聚合物高出许多 ,而且磷含量较低时就能取得很好的阻燃效果。气相阻燃 基金项目 :广东省重点实验室资助项目 ; ( ) 作者简介 :吴育良 1980 - ,男 ,硕士生 ,主要从事阻燃高分子材料研究。 通讯联系人 ·38 · 高 　　分 　　子 　　通 　　报 2005 年 12 月 即燃烧生成挥发性的磷化合物在气相中抑制燃烧链式反应。 总之 ,燃烧和阻燃都是十分复杂的过程涉及很多影响和制约因素 ,将一种含磷聚合物的阻燃机理严 格划分为某一种是很难的 ,往往是凝聚相及气相同时起作用。 2 　添加型阻燃剂 添加型阻燃剂是通过