一、阻燃劑對火災的影響。

在高分子燃燒過程中，阻燃劑能阻止或抑制其物理變化或氧化反應，是起阻燃作用的主要原因。能有下列一種或多種阻燃效果的化合物都可以用作阻燃劑。

吸熱對人體的影響

通過加熱分解或釋放出結晶水或脫水的化合物，由于它的吸熱作用，可以抑制材料的溫度升高，因此產生一種阻燃效應，即吸熱效應。例如硼砂，氫氧化鋁，碳酸鈣等因而起阻燃作用。

二、覆蓋效果(隔離效果)

在較高溫度下，阻燃劑形成穩定的包覆或分解形成泡沫狀物質，包覆在高聚物表面，使高聚物材料熱分解產生的易燃氣體不易逸出，并對材料起到隔熱和隔絕空氣的作用，從而達到阻燃效果。例如磷酯化合物和耐火發泡漆等。

三、稀釋的影響。

該方法的機理是當高溫分解時，可產生大量不可燃氣體，使得由高分子材料產生的易燃氣體被稀釋，濃度達不到易燃范圍。例如CO2,NH3,HCl,H2O可以作為一種氣體進行稀釋。磷酸鹽，氯化銨，碳酸銨等都可以在加熱時產生這種不燃燒的氣體。

四、抑制作用。

這種抑制劑可以阻斷燃燒中的自由基鏈反應。這種物質可以與·OH反復反應產生H2O，切斷自由基的反應鏈，阻止氧化反應發生，使之不至于劇烈到引發火災的程度，也就是說，在熱源較強、著火后也會離開外熱源，由于熱量較低無法持續燃燒，離火時也會自動熄火。普通有機鹵素化合物如溴、氯等都具有這種抑制作用。

5.轉移效果。

它可以改變高聚物材料的熱分解模式，從而抑制可燃氣體的產生。舉例來說，使用酸或堿使纖維素產生脫水反應，然后分解成碳和水，而不是可燃氣體，這樣也就不能點燃。氯化銨，磷酸銨等阻燃劑也屬于此類。

6.協同作用。

這主要是與阻燃劑配合使用。有的混合物單獨使用沒有阻燃作用或沒有阻燃作用，同時采用可增強阻燃作用的方法。如果將銻和鹵素化合物配合使用，不僅可以大大提高阻燃效率，而且還可以減少阻燃劑的總用量。

2)主要阻燃劑及阻燃機理研究。

一、無機阻燃劑

水合金屬氧化物的主要品種有氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化錫等，其中吸熱作用最強的是氫氧化鋁，阻燃效果較好。它的阻燃作用主要是吸熱作用，產生的水蒸氣也起著隔絕作用。這種阻燃劑的最大優點是無毒，不產生有害氣體，還能減少CO在燃燒過程中的生成，起到消煙的作用。其主要缺點是分解溫度低，應用時用量大，僅能阻燃加工溫度較低且物理機械性能要求不高的高分子材料。另外，氫氧化鎂很容易吸收空氣中的CO2，生成碳酸鎂，使產品變白。

(2)硼和鉬化合物這類阻燃劑主要有硼酸、水合硼酸鋅、鉬酸鋅、鉬酸鈣和鉬酸銨。而水合硼酸鋅阻燃性最好。這類阻燃劑在低溫下熔化，放出水形成玻璃狀覆蓋物，在燃燒過程中起到隔絕、吸熱和稀釋作用。硼阻燃劑與鹵系阻燃劑具有協同作用。不適用于加工溫度較高、分解溫度較低的高聚物。

(3)硅類化合物這類阻燃劑可以在燃燒時生成像玻璃一樣的無機層(Si0)，并接枝到高聚物上，生成不燃的含碳化合物形成隔氧膜以阻止燃燒，同時也可以防止高聚物受熱后流滴。它在燃燒時不會產生火焰，CO和煙塵，而且有增強效果。所以它是一種很有發展前途的非鹵阻燃劑。

(4)膨脹石墨這是一種新型無機阻燃劑，已在美國商業化。其與紅磷之間具有良好的協同作用，可起到隔離作用，二者經常同時使用。

(5)三氧化二銻三氧化二銻在無鹵高聚物中的阻燃作用很小，一般不單獨作為阻燃劑使用，在無鹵高聚物中阻燃效果較好，與鹵系阻燃劑配合使用效果較好。

有機阻燃劑。

(1)有機鹵系阻燃劑有機鹵系阻燃劑是目前用量最大的阻燃劑，以溴和氯化物為主。溴雖有毒性，但其阻燃效果優于氯化物，用量少，深受用戶歡迎。同一種鹵素不同類型的化合物，其阻燃性有差異，其大小次序是：脂肪族>脂環族>芳香族。

脂族和高聚物相容性好，但熱穩定性差；芳香族熱穩定性好，但相容性差。含醚基芳香族鹵類化合物與高聚物相容性好，熱穩定性高，用量急劇增加。其中溴系阻燃劑最常用的是十溴聯苯醚，四溴雙酚A。氯系阻燃劑中，以氯化石蠟和全氯環癸烷最為常用。近年來，又研制出了四溴雙酚A碳酸酯低聚物、四溴雙酚A環氧低聚物等系列高分子量鹵素阻燃劑，應用前景廣闊。

鹵阻燃劑在分解過程中產生鹵化氫不燃氣，具有稀釋和覆蓋效應。此外，鹵化氫還能與燃燒過程中產生的·H反應，抑制高分子燃燒的鏈式反應，起到抑制作用。因此，該阻燃劑具有很好的阻燃效果。溴阻燃劑阻燃效果好于氯阻燃劑，其主要原因是溴阻燃劑中HCl與·OH反應速度比溴阻燃劑中慢。

(2)有機磷系阻燃劑目前，商業化的主要品種有磷酸酯類，如磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸甲苯酯(CDP)、磷酸三(2,3二溴丙)酯及磷酸三(2,3二氯丙)酯等。新型阻燃劑包括季磷酸鹽、磷腈化合物及其聚磷酸酯，具有良好的耐熱性，但阻燃效果不如以前的品種，還沒有商業化。其阻燃機理可歸納為以下幾個方面。

磷化合物在燃燒時分解成非燃燒的磷酸液膜，起到覆蓋作用。與此同時，磷酸進一步脫水生成偏磷酸，偏磷酸進一步縮合生成聚偏磷酸，使高聚物脫水而成炭，改變了高聚物燃燒過程的模式，在其表面形成炭膜，隔絕空氣，阻止可燃性氣體的產生，從而起到更好的阻燃作用。這種阻燃劑對纖維素、聚氨酯、聚酯等含氫氧基高分子材料具有良好的阻燃效果，但對無氧聚烯烴高分子材料阻燃效果較差。

(3)有機氮阻燃劑該類阻燃劑燃燒后產生硝酸，可使高聚物脫水和炭化，因此具有傳遞作用。它主要用于含氧高分子材料的阻燃。對于烴類高聚物，阻燃效果不明顯；代表品為三聚氰胺及其衍生物。

(4)有機磷/氮-膨脹型復合阻燃劑是20世紀90年代阻燃劑發展的熱點。該阻燃劑既可以是單一化合物(單體型)，又可以是多個化合物(復合型)，都是磷酸酯及其衍生物與含氮阻燃劑的混合物，例如磷酸酯與三嗪衍生物、有機胺的縮合物和聚磷酸銨的衍生物等。其阻燃機理是燃燒時能在聚合物表面形成均勻的發泡層，起到隔熱和吸熱的作用。這種阻燃劑阻燃效果好，消煙、防滴、低毒，有一定的開發前景。

三、同時使用阻燃劑。

同時采用有機磷阻燃劑和有機鹵系阻燃劑，兩者具有良好的協同作用。其原因在于磷系阻燃劑在液相和固相中起作用，鹵系阻燃劑在氣相起作用。二者同時使用能產生協同作用。與此同時，磷-鹵化反應生成比鹵化氫重的PX3,PX5,POX3等鹵磷化合物，揮發和散失困難，且有較大的覆蓋效應。與磷和氯阻燃劑同時使用，其協同作用略低于磷和溴。另外，無機三氧化二銻與鹵系阻燃劑配合使用具有協同效應，因為在鹵化物存在的情況下，燃燒產生的SbCl3、SbBr3等鹵化銻的濃度較高，覆蓋在高聚物表面，在氣體狀態下還能捕獲自由基，具有抑制效應。與硅粉相比，鹵素化合物同樣具有協同作用，其作用機理與鹵素化合物與磷系化合物同時使用的原理相似。與氮化物同時使用，由于氮化物可以加快燃燒過程中多聚磷酸的形成，既有利于泡沫層的形成，又能防止氮化物隨燃燒氣體而逸散，因此氮化物具有協同作用。磷氮混和膨脹型復合阻燃劑就是根據這一原則研制的。