§4.1 阻燃剂
具有实用价值的阻燃剂需具备的条件：（1）不降低聚合物材料性能；（2）阻燃剂必须在塑料热分解时急速分解以发挥其阻燃效果，但阻燃剂在塑料成型加工时又不能发生热分解；（3）耐久、耐候性好；（4）高效、低毒、价廉。
一、聚合物的阻燃机理：
1、阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物炭化：如用磷酸盐或重金属盐水溶液浸渍过的纤维素，干燥后加热时只碳化变焦不燃烧，
有机磷化合物 磷酸 偏磷酸 聚偏磷酸
聚偏磷酸是非常强的脱水剂，使有机物碳化，生成的炭黑皮膜起了阻燃的作用。
2、阻燃剂分解形成不挥发性的保护皮膜：如卤化磷作阻燃剂时受热分解生成膦（R3P）和烷基卤化物（RX）, 膦很容易被氧化生成膦氧化物（R3PO），再进一步生成聚磷酸盐玻璃体，形成一层保护膜，覆盖在聚合物表面，发挥阻燃效果。
3、阻燃剂分解产物将HO·自由基连锁反应切断 （P99）：含卤阻燃剂产生HX，捕获HO·自由基，切断连锁反应，使烃的火焰燃烧熄灭。
4、自由基引发剂、氧化锑与含卤阻燃剂的协同作用：如脂肪族含溴阻燃剂与过氧化二异丙苯自由基引发剂并用可产生强的阻燃效果；氧化锑与卤化物在高温下生成卤化锑 Sb2O3+6RCl 2SbCl3+3R2O, 生成的SbCl3或SbBr3都是高沸点物质，有阻燃效果。
5、燃烧热的分散和可燃性物质的稀释：如阻燃剂氢氧化铝，在塑料燃烧时会分解，同时吸收大量的热，降低温度减缓燃烧，另外，氢氧化铝是不燃的，大量填充到聚合物中，等于将可燃的聚合物“稀释”，从而提高了难燃性。
2Al(OH)3 Al2O3+3H2O
二、阻燃剂的主要品种
1、添加型阻燃剂：将阻燃剂和聚合物混合物加工成型，使聚合物材料具有阻燃性，操作简单，使用方便，因而广泛应用。但因是单纯的物理混合也往往影响到聚合物的物理机械性能。添加型阻燃剂根据化学组成可分为氯系阻燃剂、溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、有机硅系阻燃剂和无机阻燃剂等类型。
（1）氯系阻燃剂：主要有氯化石蜡、氯化聚乙烯、和全氯戊环癸烷，其中产量最大的是氯化石蜡。全氯戊环癸烷的制备P100.
（2）溴系阻燃剂：优于相应的氯系阻燃剂，一般溴代烃的阻燃性能是相应氯代烃的2~4倍，常用的有六溴环十二烷、溴代苯、溴代联苯、溴代联苯醚、四溴双酚A、四溴双酚S等。六溴环十二烷、溴代苯 等 的制备见P101.
（3）磷系阻燃剂：主要有磷酸酯、含卤磷酸酯、膦酸酯三大类，其中含卤磷酸酯因卤和磷的协同作用，阻燃效果较好，是一类优良的添加型阻燃剂。
膦酸酯一般以亚磷酸酯为原料，通过异构化反应或与烷基卤化物反应制得，美国孟山都公司开发了一系列的含卤磷酸酯，具有较高的卤含量和磷含量，阻燃性很强，具有反应型阻燃剂那样的永久性。如Phosgard C-22-R 含氯27%，含磷15%。P103.
（4）无机阻燃剂：如氢氧化铝（ATH）、氢氧化镁（MDH）、三氧化二锑，硼酸锌，微胶囊化红磷等，效果不如有剂阻燃剂，但大都有不同程度的消烟效果，因而在阻燃剂中占有重要位置。
氢氧化铝（镁）阻燃性不强，因此添加份数高达40~60份，但有抑制发烟的作用，是一个突出的优点。三氧化二锑单独加入阻燃效果不好，同卤系阻燃剂一起加入，会有优异的阻燃效果。硼酸锌兼有阻燃消烟两种功能。无机红磷阻燃效果持久、效率高、不挥发、无卤的优点，阻燃机理是生成的偏磷酸及盐为强脱水剂，促进树脂表面炭化，还可以形成非燃液态膜覆盖于树脂表面起隔气绝热作用。
2、反应型阻燃剂：通过聚合物与有阻燃性的单体形成共聚物而具有阻燃性，在反应型阻燃剂分子中，除含有溴、氯、磷等阻燃性元素外，同时还具有反应性官能团。其优点在于：它对塑料的物理机械性能和电性能等影响较小，且阻燃性持久，但一般价格较高，种类较少，应用面窄，多用于热固性塑料，所适用的塑料仅限于聚氨基甲酸酯、环氧树脂、聚酯和聚碳酸酯等。
（1）卤代酚：主要有四溴双酚A, 四氯双酚A, 四溴双酚S等。P104
（2）卤代酸酐：主要有四氯邻苯二甲酸酐(TCPA)、四溴邻苯二甲酸酐(TBPA)和氯桥酸酐等。
（3）其他反应型阻燃剂：卤代醇、卤代酯或醚、含磷多元醇等。P105
三、阻燃剂的选用
1、主、辅阻燃剂的选择：主阻燃剂常为有机卤系、磷系、金属氢氧化物等。辅阻燃剂是一些单独使用阻燃效果不好，而协同使用效果明显的阻燃剂，辅阻燃剂往往还起到消烟剂的作用。选择主阻燃剂一般选择两个以上阻燃剂品种配合使用，如溴系和氯系配合，卤系和磷系配合，有机类和无机类配合，选择辅阻燃剂也尽可能选择多个品种，起到优势互补的作用。
2、阻燃剂之间的协同作用：
（1）卤系与锑系 Sb2O3同卤系阻燃剂有显著的协同效应。
（2）卤系和磷系 卤系主要发挥气相阻燃效果，磷系发挥固相阻燃效果，两者形成完整的气-固相阻燃体系。
（3）Al(OH)3与Mg(OH)2 分解吸热，生成水蒸气冲淡可燃气体浓度，残渣沉积在塑料表面隔离氧气。
（4）金属氢氧化物与聚磷酸酰胺等无机磷系 无机磷有强烈的脱水作用，可促进氢氧化物脱水更彻底。
3、阻燃剂之间的加合作用：阻燃剂之间无明显协同作用，而起互补作用。
（1）金属氢氧化物和金属氧化物搭配使用增大消烟功能。
（2）Sb2O3价格高，与其他金属氧化物搭配使用，常用的有Sb2O3/SiO2及 Sb2O3/ZnO2等。
（3）有机阻燃剂要与消烟剂搭配
4、阻燃剂之间的对抗作用。
卤化物不宜同有机硅一起加入，否则降低阻燃效果。
