塑料基础知识之塑料阻燃改性的基本原理

来源：发布时间：2011-12-06 11:44:20点击率：

一、塑料的燃烧过程

要弄清塑料阻燃的原理，首先要了解塑料的燃烧过程。

塑料的燃烧过程是一个极其复杂的热氧化反应，导致燃烧的基本要素为热、氧和可燃气体。

一般认为，塑料的燃烧经历了如下三个阶段。

阶段，热引发过程。来自外部的热源或火源的热量导致塑料发生相太变化（即从固态转化为液态）和化学变化。

第二阶段，热降解过程。这一过程为吸热反应，当塑料吸收的热量足以克服分子内原子间某些弱小键能时，塑料开始发生降解反应。这种反应的实质是在空气中氧存在下的一种自由基链式反应，反应的结果产生气相可燃物体如各种单体易燃烃类等。

第三阶段，引燃过程。当第二阶段热降解反应生成可燃物的浓度达到着火极限后，与大气中的氧气相遇。

二、阻燃机理

塑料中按一定比例加入阻燃剂，可使氧指数增大，阻燃效果明显。当然，氧指数只是表示材料可燃性和阻燃剂的阻燃性，还应采用一系列的参量，如热自燃临界参量、热点燃能量、热自燃温度等。一般说来，含有阻燃剂的塑料在燃烧时，阻燃剂是在不同反应区域内（气相、*凝聚相）多方面起作用的。对于不同材料，阻燃剂的作用也可能不同。

阻燃剂的作用机理比较复杂。但其目的总是以物理和化学的途径来切断燃烧循环。阻燃剂对燃烧反应的影响表现在如下几方面：

（1）位于凝聚相内的阻燃剂吸热分解，从而使凝聚相内的相对温度减慢上升，以延缓塑料的热分解温度，利用阻燃剂热分解时生成的不燃性气体的气化热来降低温度。

（2）阻燃剂受热分解，释放出捕获燃烧反应中的·OH（羟基）自由基的阻燃剂，使按自由基链式反应进行的燃烧过程终止链锁反应。

（3）在热作用下，阻燃剂出现吸热相变，阻止凝聚相内温度的升高，使燃烧反应变慢直至停止。

（4）催化凝聚相热分解，产生固相产物（焦化层）或泡沫层，阻碍热传递作用。这使凝聚相温度保持在较低水平，导致作为气相反应原料（可燃性气体分解产物）的形成速度降低。

总之，阻燃剂的作用能综合地使燃烧反应的速度变慢，或者使反应的引发（热自燃）变得困难，从而达到抑制、减轻火灾危害的目的。

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