综合实践
高分子材料用阻燃剂的研究现状
专业：高分子材料与工程
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日期：2011.5.22
高分子材料用阻燃剂的研究现状
摘要：本文综述了具有代表性的有机阻燃剂(卤系、磷系、膨胀型阻燃剂)与无机阻燃剂及其复配技术的研究现状、存在问题和未来的发展方向，通过与国外阻燃剂市场比较，指出国内阻燃剂市场的发展方向。
关键词：高分子材料；阻燃剂；机理
1 概述：
高分子材料，无论是塑料、橡胶、还是纤维，一般氧指数较低，属于易燃材料，燃烧时产生大量烟雾、有毒气体，使人中毒，甚至死亡，已成为人们日益关注的社会问题。高分子材料一方面给人类提供了丰富多彩的物质条件，另一方面也给人类埋伏了很多的火灾隐患。因此，如何提高高分子材料的阻燃性，已经成为当前消防工作一个急需解决的问题。
1.1高分子材料的燃烧及阻燃机理
高分子材料在空气中受热时，会分解生成挥发性可燃物。当可燃物浓度和体系温度足够高时即可燃烧。所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程，涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应及场气相中的链式燃烧反应等一系列环节。当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解，且分解产生的可燃物达到一定浓度，同时体系被加热到点燃温度后，燃烧才能发生。而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时，高分子材料燃烧才能继续，否则将中止或熄灭。从高分子材料的燃烧机理可看出，阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。其中包括六个方面：提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。一般阻燃机理分为气相阻燃机理、凝聚相阻燃机理和中断热交换阻燃机理。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，将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的，一种阻燃体系往往是几种阻燃机理同时起作用。
1.2 阻燃剂的发展概况
在1970～1999年30年间，阻燃剂经历了两个发展时期：70至80年代初是蓬勃发展时期；80年代中至90年代末是稳步发展时期。在前一时期中，溴系阻燃剂的年增长率最高曾超过20%，且新品种不断涌现；从1984年后，阻燃剂发展速度减慢，特别是进入90年代后，年平均增长率可能只有2%左右。据粗略估计，全球阻燃剂65%～70%用于塑料，20%用于橡胶，5%用于纺织品，3%用于涂料，2%用于纸张及木材。
2 阻燃剂的分类
阻燃剂的品种繁多，型号各异，大体上可分为两大类：有机阻燃剂和无机阻燃剂。按阻燃剂的使用方法又分为反应型和添加型。
2.1 有机阻燃剂
2.1.1 氮系阻燃剂
含氮阻燃剂的阻燃机理详细报道的比较少，它受热放出CO
2、NO
2
、N
2
、NH
3
、
H
2
O等不燃气体，可以冲淡可燃气体，覆盖、环绕在聚合物周围，隔断聚合物与
空气中氧气的接触，同时氮气能捕捉高能自由基，抑制聚合物的持续燃烧，从而达到阻燃目的[1]。
常用的氮系阻燃剂有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸(MCA)等。在许多研究中[2]，MCA的阻燃机理是物理方面的：三聚氰胺升华吸热为960J/g，氰尿酸的分解吸热为15.5kJ/g，因此可以降低燃烧热而起到阻燃作用，同时MCA产生的惰性气体稀释了可燃气体，而且还可以改善复合材料的流动性，增加滴落现象，使燃料缺乏，也起到了阻燃作用。Gijsman P等[3]从化学方面解释了MCA的阻燃机理，发现MCA在PA6和PA66中阻燃效果不同，要达到UL94—V—0级阻燃要求，PA6中需要加入8%～15%(wt)的MCA，而PA66中只需加入5%～10%(wt)MCA。这是因为PA6和PA66的分解产物不同，而MCA与它们的分解产物的作用也不同。在350～450℃时，PA6的分解产物中含有己内酰胺，它与MCA反应生成具有各种端基的
齐聚物[4]；PA66的分解产物中含有环戊烷，它与三聚氰胺的分解产物NH
3
、HN=C=NH
和氰尿酸的分解产物NH
3
、HN=C=O反应生成环戊酮的自缩聚物及其衍生物，这些反应能增加交联生成的不易熔不易燃的高分子产物，从而起到阻燃作用。
李振中等[5]研究了MCA和氢氧化镁在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中的协效阻燃作用，发现MCA可明显延缓材料的点燃时间，降低热释放速率，有效地改善材料的熔体滴落性能，增强火焰的自熄能力，还可延缓EVA树脂的热氧降解并能促进类石墨结构炭层的生成。
2.1.2 卤系阻燃剂
卤系阻燃剂（主要指氯系、溴系）是开发最早的阻燃剂品种，国内外有大量的商品问世，主要产品有氯化石蜡、十溴联苯醚、四溴双酚A等。市售卤系阻燃剂的主要品种见表1。
卤系阻燃剂特别是溴系阻燃剂，因其原料便宜，阻燃效率高，因此在阻燃剂市场中始终处于主流地位。但由于二嗯哄问题，卤系阻燃剂在阻燃同时放出大量卤化氢(HX)烟雾，具有高腐蚀性，往往发生二次危害，因此近年来人们迫切希望阻燃剂向低烟、无卤、低毒方向发展。寻找溴系阻燃剂替代品的工作目前正开展
得如火如荼。但卤系阻燃剂的成本效能平衡性好，适应面广，市场份额大，并且寻找替代品还有一定的难度，因此，目前要完全取消也绝非容易。考虑到工程塑料、聚合物合金阻燃要求增多，卤系阻燃剂要拓宽市场，必须向功能化方向发展，开发耐热、不喷霜、加工性和卫生性良好的高分子量卤系阻燃剂是未来卤系阻燃剂的发展方向。新开发的具有代表性的几种产品有溴代聚苯乙烯、聚二溴苯乙烯、溴代环氧类高分子量阻燃剂、四溴双酚A碳酸酯齐聚物、聚二溴苯醚、聚五溴苯基丙烯酸酯等，旨在代替多溴联苯醚等传统卤系阻燃剂。
2.1.2.1 国内外研究现状
国外最新的卤系阻燃剂设计为可改善热和紫外稳定性，具有最小的变色性，还可提高流动性，并与特定的聚合物具有良好的相容性。可熔融混合的溴类阻燃剂即是开发热点之一，这类阻燃剂可改善高分子材料的冲击和撕裂强度，增加流动性。1996年Great Lake公司投产聚二溴苯乙烯均聚物，广泛用于电器、电子领域，阻燃性、流动性加工稳定性均优，色彩稳固，在薄型尼龙制品中的应用已获得认可。美国的AmeriBrom公司于1995底推出了一个对环境无危害的芳香族溴系阻燃剂，牌号为FR-1808。该阻燃剂为白色流散性粉末，含溴量73%，可用于很多热塑性塑料，也可用于部分热固性塑料。北美的Elf Atochem公司的牌号为Pyronil45的阻燃剂含溴量为45%，且有良好的增塑性能，现已广泛用于PVC 电线和电缆料，可改善材料的流动性和某些物理性能。Ferro公司最近开发了具有短链结构的溴代聚乙烯产品Pyro-check LM，软化点135℃，据称加工性能优异，燃烧时不释放二嗯哄、呋喃类等致癌物，是十溴联苯醚类阻燃剂的替代产品。
国内山西省化工研究院也已开发类似产品。日本帝人、美国大湖等公司研制出的四溴双酚A碳酸酯齐聚物型阻燃剂，耐热性突出，与树脂相容性好，低喷霜，对物理机械性能影响小，使用于PET、PC、耐热PS等成型温度高的制品。溴化环氧齐聚物型阻燃剂的耐热性非常高，不喷霜，耐侯性、加工性和物理机械性能优异，特别适于PC/ABS、PET/ABS共混合金及PC、PET等工程塑料，预计今后市场潜力较大。在聚合型卤系阻燃剂中，聚五溴苯基丙烯酸酯的分子量高(约35000),溴含量高(70%)，因而阻燃性和耐热性突出。而且，由于分子内含有丙烯酸酯分子链段，显示加工改性和对玻纤增强材料的偶联效果。目前，美国Amer iBrom、日本第一工业制药等公司均有产品出售，国内山西化工研究所也已完成小试技术研究。
N一(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺(TBPMT)是一种新型综合性能好的反应型溴系阻燃剂，其特点是阻燃性能好、稳定性持久、少烟无毒、使用简便、成本低廉，可望取代十溴联苯醚和四溴双酚A。TBPMT共聚物分子极性较强，与许多工程塑料相容性良好，在工程塑料阻燃剂改性方面具有良好的应用前景。
2.1.2.2 卤系阻燃剂改性技术
(1) 对协效剂锑的改性
除了少数卤系阻燃剂外，卤系阻燃剂多是与锑系阻燃剂配合使用，两者可产生良好的协同效应，提高材料的阻燃性。但其燃烧时释放出的大量有毒烟雾日益引起人们的关注，并且近年来锑资源短缺，价格上调，因此人们开始从以下几方面作了大量的工作(1)提高三氧化二锑细度(粒径0.01-1.00um)，使其易于分散，减少其用量和燃烧时的发烟量；(2)使三氧化二锑与氢氧化铝、硼酸锌、钼化合物等配合使用，以减少其用量，同时降低发烟量；(3)采用微粒五氧化二锑，提高透明度。
美国PPG公司研制出高纯超细三氧化二锑，平均粒径为0.25um，可用于所有热塑性塑料，比一般三氧化二锑少加10%用量，仍可保持相同效果，在提高制品冲击强度的同时，有较高的着色能力；湖南锡矿物局生产的超细三氧化二锑，平均粒径为0.27um，可大幅度提高塑料的透明度。
（2）阻燃剂的微胶囊化
微胶囊化一般是指将物质包囊于数微米至数百微米的微小容器中，从而起到保护、控制放出等作用。阻燃剂的微胶囊化是今后国内阻燃剂发展的一个重要的方向。微胶囊对阻燃剂的作用是：①可将气态、液态的阻燃剂微胶囊化后变成固态阻燃剂，直接与聚合物材料进行共混、加工；②通过根据所需的阻燃剂基料的种类来选择合适的囊材，使得包裹该囊材的阻燃剂加入后增加阻燃剂与聚合物材料的相容性，从而减少或消除阻燃剂对聚合物制品物理机械性能的不利影响；③可以减少液体阻燃剂在聚合物材料内部的迁移以及由于液体的挥发性而导致材料的阻燃剂的损失；④可以减少阻燃剂中的有毒成分在聚合物材料加工过程中的释放量，避免环境污染；⑤可以掩蔽阻燃剂的刺激性的臭味和改变其色泽；⑥可以改变阻燃剂的比重、容积等物性。
2.1.2.3 发展方向
据市场调查显示，目前我国卤系阻燃剂工业品种结构单一，主要是氯蜡-70、十溴联苯醚等，系列化程度低，有待大力开发。据业内人士分析，发展我国卤系阻燃剂应注意以下几方面：
(1)从长远观点来看，阻燃剂应向低烟、低毒、无卤的方向发展。但根据现今国内外市场分析，在我国近期适当发展卤系阻燃剂仍然是可以考虑的；
(2)应下大力气提高我国现行生产的卤系阻燃剂的质量；
(3)卤系阻燃剂的生产装置应有适度的规模；
(4)在增加新品种方面，应慎之又慎。但一些具有协同效应的卤系阻燃剂体系、能与聚合物接枝的卤系阻燃剂、高分子量不易迁移的卤系阻燃剂、应用于新型工程塑料的卤系阻燃剂和一些能满足特殊需求的卤系阻燃剂，或许是可以考虑的和可供筛选的；
(5)大力加强应用研究。应；密切加强与消费者的联系，随时了解消费者的需求，以指导自己的发展方向。
2.1.3 磷系阻燃剂
磷系阻燃剂分为无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。常用的无机磷系阻燃剂有磷酸酯、含卤磷酸酯、多磷酸酯、赤磷等；通常的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯等。磷系阻燃剂的特点是具有阻燃和增塑双重功能，使材料成型时流动加工性变好，可抑制燃烧后的残余物，产生的毒性气体和腐蚀性气体比卤系阻燃剂少。它与树脂的相容性好，可保持树脂的透明性。但有机磷系阻燃剂存在热稳定性差、易水解、渗出性大等特点；未经处理的工业赤磷存在发火性、吸湿性强等弊病。
2.1.
3.1 赤磷
赤磷是重要的无机磷系阻燃剂，主要应用对象是PA。其优点是有效磷含量高，在燃烧时比其它含磷化合物产生更多的磷酸，达到相同的阻燃等级时，赤磷的添加量比其它阻燃剂用量少，使PA能较好地保持自身的力学性能；缺点是带色，受热加工时产生有毒PH3气体，直接用做阻燃剂时，表面吸湿性强，储藏稳定性差，与树脂相容性欠佳。近年来，人们对赤磷阻燃技术的研究主要集中在制作阻燃剂母粒、对赤磷进行表面处理和制作赤磷微胶囊，取得了一定的效果。在
包覆红磷用量为9%、氢氧化铝用量约为20%时，可以制得氧指数为23．50，黑烟少，无飞灰，结炭好，拉伸强度为65.02Mpa，冲击强度为5.0KJ/㎡，伸长率为6.67%，阻燃性能和力学性能都比较优良的ABS制品。
2.1.
3.2 聚磷酸铵(APP)
聚磷酸铵(APP)属于无机磷系阻燃剂，同时含有P、N两种阻燃元素，具有很好的协同效应，阻燃效果非常好；细度可达300目以上，分散性好，化学稳定性好，可很好地与涂料、橡胶、塑料等混合而不影响主体物料的物理性能；毒性低，使用安全。但是APP吸湿性强，热稳定性不是很高，在聚合物制品中容易因渗析而流失，而使阻燃性能下降。最近，对APP改性主要有三种方法，微胶囊技术、用偶联剂进行表面处理和提高APP的聚合度。
陈卫等[1]用三聚氰胺、磷酸和尿素合成了三聚氰胺交联的聚磷酸铵,称之为PPN,他们用甲基硅油对PPN进行包覆，制得PPN甲基硅油微胶囊，将其与PA-66一起用于阻燃丙烯，其OI可达33.5。
吕建平错误!未找到引用源。等[2]通过磷酸二氢胺与尿素的合成路线可制得高纯度水难溶性APP。国外美国、日本、西德等国家在70年代开始大批量生产APP，而国内仅有上海川沙县新华阻燃剂厂、金华合成化工厂、山东枣庄电石厂、南京江宁分析仪器厂等厂家生产APP，产量较小，特别是高聚合度的APP较少，因此我国的APP还有相当大的发展空间。
2.1.
3.3 发展方向
除了对原有磷系阻燃剂进行改性，不断改善其对材料物理机械性能的影响，开发热稳定性高、挥发性低、烟雾少、低毒、价廉的新品种，也是现在和未来的发展方向。同时由于含卤化合物所引起的环境问题，导致人们的研究方向逐渐向非卤磷酸酯转移。具有代表性的是非卤烷基磷酸酯、无卤化芳香磷酸酯等新型磷系阻燃剂。
2.1.4 膨胀型阻燃剂(IFR)
膨胀型阻燃剂(IFR)由酸源、碳源、气源三部分组成，它不含卤素，也不采用氧化镁作为协效剂，热稳定性好，能经受聚合物加工过程中200℃以上的高温。但大多数膨胀型阻燃剂主要用于聚烯烃阻燃改性，适用面不宽、用量较多、加工困难，并且成本较高、易吸潮。针对以上问题，人们主要从三个方面作了工作：
①三组分一体化，即将IFR的三组分设计在一个大分子中；
②阻燃剂聚合物，即合成三组分的聚合物。这些聚合物除有良好的阻燃性外，其最大的优点是其有效地降低了吸潮性，由于分子量大，其耐侯性也好。需要进一步解决的是如何简化生产过程，使其商业化；
③阻燃接枝聚合物，将IFR与聚合物中单体接枝共聚，因此与聚合物之间不存在不相容性的问题，有效克服了由于IFR的加入聚合物材料机械性能下降的问题。
膨胀型阻燃剂因为应用范围较窄，主要用于聚烯烃，同时还存在一些有待解决的问题，因此将来一段时间工作的重点不会是合成新的单组分膨胀型阻燃剂，而是利用现在膨胀组分复配和改性，以制得性能、价格比较佳、适应性较强的膨胀型阻燃剂，其次是将一些已问世的这类阻燃剂由实验室推向市场，再次是加强膨胀型阻燃剂在加工、性能及作用机理等方面的研究。
2.2 无机阻燃剂
无机阻燃剂主要包括金属氢氧化物、硼酸盐、有机硅氧化物。
2.2.1 金属氢氧化物
金属氢氧化物用量最大的品种是氢氧化铝和氢氧化镁，兼具阻燃、抑烟、填充三种功能，其消耗量占添加型阻燃剂的60%左右。但是金属氢氧化物阻燃剂的阻燃效果较差，添加量大，对制品的物理机械性能和加工性能有较大影响。为了弥补金属氢氧化物阻燃剂的缺陷，降低填充量，国内外研究者主要在以下几方面进行了研究：①粒度微细化；②表面改性；④同时添加能促进树脂炭化的增效剂。阻燃增效剂能抑制材料燃烧时的滴落现象，并和无机阻燃剂有良好的协同作用，因此可以减少无机阻燃剂的填充量，起到改善材料机械性能的作用。通常采用的无卤增效剂为磷化物、金属氧化物、有机硅化合物等；④寻找阻燃剂和高分子材料之间、阻燃剂与表面改性物质之间的优化组合。
吴金坤等[3]错误!未找到引用源。通过对氢氧化铝进行精细化(微粉化、高纯化和表面活性化)处理，利用ATH(水合氢氧化铝)与硼酸锌、聚磷酸铵、有机硅化合物和硬脂酸钠等增效剂显著的协同效应，使其由低效阻燃剂向高效阻燃剂转化，由普通产品向高功能性、高附加值系列产品方向发展，大大提高了ATH的品质，拓宽了ATH的应用范围。
无机阻燃剂通过采用硅烷类或钛酸酯类偶联剂进行表面处理，使其表面有机化，可以改善ATH与基体聚合物之间的亲和性，提高材料的加工性能和力学性能。同时，由于分散性更好、体系粘度减小，可以高填充，降低成本；由于吸水性降低，使电气性能更优良。
2.2.2 硼酸锌
硼酸锌不仅是一种优良的增效剂，而且也是一种阻燃剂，具有以下应用特征：(1)脱水温度高于290℃，在聚合物加工温度下保持稳定；(2)不含游离Zno，对含卤聚合物热稳定性影响小；(3)抑烟和抑制余烬燃烧效果好；(4)折光率与聚合物相近，对制品透光率无明显影响；(5)不降低制品电绝缘性，耐电弧性显著；
(6)与氧化锑相比，有害性低。
硼酸锌是最有希望替代Sb2O3协效剂的产品。实验发现，在EVA体系中，硼酸锌部分代替氢氧化铝后，成炭量可以增加10倍，而且使燃烧方式转为有烟燃烧方式，由于氢氧化铝、磷系阻燃剂和硼酸锌的协同作用，可以获得既有优良阻燃性能又有良好力学性能、电性能的无卤阻燃材料。
2.2.3 有机硅化合物
有机硅化合物也是氢氧化铝、氢氧化镁等的有效阻燃增效剂，同时本身又是一种新型无卤阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂，它能赋予高聚物优异阻燃抑烟性能，同时还能改善材料的加工性能及提高材料的机械强度，特别是低温冲击强度，为阻燃剂无卤化、功能化提供了广阔的前景。
2.2.4 发展方向
尽管人们依然在不断开发新的无机阻燃剂品种，如锡类化合物、钼类化合物、铁类、膨胀石墨等，并有了一定的发展，但将来一段时间内的工作重点依然是对氢氧化铝和氢氧化镁等金属氢氧化物无机阻燃剂的改性、复配为中心，不断改善其对材料物理机械性能的影响，特别是高效增效剂的开发，促使无机阻燃剂向高效、功能化方向发展。其发展方向为以下几个方面：(1)提高ATH的脱水温度，以便拓宽其应用范围；(2)消除水合氢氧化镁的白化现象；(3)添加阻燃助剂以减少用量；(4)与卤系阻燃剂的协同效应；(5)与碳酸盐并用，以降低成本。
2.3 阻燃剂的复配技术
在实际应用中，单一的阻燃剂总存在这样或那样的缺陷，另一方面，人们的安全环保意识正在不断提高，使用单一的阻燃剂很难满足愈高的要求。阻燃剂的
复配技术就是磷系、卤系、氮系和无机阻燃剂之间，或某类内部进行复合化，寻求最佳经济和社会效益。阻燃剂复配技术可以综合两种或两种以上阻燃剂的长处，使其性能互补，达到降低阻燃剂用量，提高材料阻燃性能、加工性能及物理机械性能等目的。
2.3.1 有机阻燃剂内部的复配
卤系以气相阻燃为主，磷系阻燃剂以固相阻燃为主，因此卤系和磷系复配比单独使用的阻燃效果好，这是由于它们除保持各自的阻燃特性外，在燃烧过程中还产生卤磷化合物及其水合物，这些气相物质具有更大的阻燃效果。在配方中，溴系阻燃剂常与红磷复配。沈发治等[4]制得一种在同一分子中含磷和溴两种阻燃元素的阻燃剂，该阻燃剂具有低熔点、高热稳定性，在PET中能很好地分散，制成的阻燃切片热稳定性好。陈宇等[5]错误!未找到引用源。合成了四种氯代磷酸酯，用于阻燃剂软质聚氨酯泡沫塑料，取得良好效果。朱美芳[6]用磷溴系阻燃剂(BPP)和锑系阻燃剂(JTSB)制成的复合燃阻燃PP；BPP：JTSB为5：1时，树脂的OI值可达27.4%。
由于氮元素对磷系阻燃剂有很好增效和协同效应，因此，P-N系化合物也是阻燃剂发展的方向，膨胀型阻燃剂就是典型的例子。主要的P-N类阻燃剂主要包括3类，磷酸盐(酯)类化合物、聚磷酰胺类化合物和磷腈类化合物。
邬国铭[7]错误!未找到引用源。研究了含磷酸二氢胺和脲复合阻燃剂的共混阻燃腈纶的结构与性能，研究发现，在纤维成型加工过程中，部分阻燃剂聚合生成聚磷酸铵和聚脲，阻燃剂以微粒状均匀分散并包埋在纤维内部；阻燃剂的加入使纤维高序区大分子等距离排列规整性降低，热稳定性稍有下降，但纤维的宏观形态结构及物理机械性能没有明显变化。
同时含有溴、磷、氮三元素的复合体系也有很好的协同效应，制品阻燃性良好。吕正璋[8]合成复合了阻燃剂二溴新戊基磷酸酯，产品阻燃元素溴、磷、氮的含量分别为35%、6%、15%，其热分解温度>250℃。
2.3.2 有机阻燃剂与无机阻燃剂之间的复配
这种复配体系集中了有机阻燃剂的高效和无机阻燃剂的抑烟、无毒、价廉等功能。其典型体系为卤系与锑系化合物组成的复配体系。李梅[9]在开发复合阻燃剂时发现，Zno和十溴联苯醚之间存在着良好的协同效应，添加适量即可达到阻燃效果。李树[10]错误!未找到引用源。在研究中发现，氢氧化铝、MoO3，与
Sb2O3/DBDPO复合阻燃体系有较好的阻燃抑烟性，并起到一定的协同作用。刘又年[11]错误!未找到引用源。以三氯化铝为催化剂、环氧氯丙烷与磷酸为原料，合成磷酸单(1-氯-2-羟基丙基)酯，并以其和三氧化二锑为原料合成其锑化合物，其阻燃性优于两者分散的混合物。王旭[12]错误!未找到引用源。研究了十溴联苯醚、三氧化二锑阻燃剂对ABS/PVC合金机械性能、加工性能和热能的影响，开发了挤出级和注射级ABS/PVC阻燃剂复合材料。
2.3.3 无机阻燃剂的复配
无机阻燃剂的复配可以降低阻燃体系中主要无机阻燃剂的添加量，从而改善其对材料的物理机械性能和加工性能的影响，并提高材料的阻燃性能。典型的应用是无机阻燃剂与其增效剂的复配。
3 结语：
对于材料的阻燃已经发展成为了现在社会的一个重点课题，尤其是在保温的高分子材料，以前的阻燃都存在一定的弊端，所以现在都在追求一个既对人和环境无害有能有效的阻燃方法。
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[17]王旭，ABS/PVC/阻燃剂体系的研究，中国塑料l996，Vo124．N05：86-98
来源：《中国化工信息》 作者：中国石油和化学工业联合会副会长傅向升 中国石油和化学工业联合会副会长傅向升 1 高分子材料规划思路及当前现状 高分子材料因其质轻、高强度、耐温、耐腐蚀等优异的性能，而广泛应用于高端制造、电子信息、交通运输、建筑节能、航空航天、国防军工等诸多领域。所以，高分子材料一直是发达国家和跨国公司十分重视的发展领域，美国、德国、日本等发达国家一直是全球高分子材料的领先者，我们熟悉的巴斯夫、杜邦、陶氏、三菱、LG、SK等跨国公司一直都是高分子材料领域的领航者。自改革开放以来，中国十分重视高分子材料的创新与发展，自“七五”计划以来，高分子材料一直是国家重点科技攻关计划与产业化的重点内容。《石油和化学工AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
业“十三五”发展规划指南》将高分子材料作为战略新兴产业列为优先发展的领域，对高性能树脂、高性能橡胶、高性能纤维、功能性膜材料等高分子材料的创新与发展都提出了明确的要求；组织专业协会和行业专家编写了《合成树脂行业“十三五”发展规划》，明确高分子材料“十三五”发展的指导思想是：以调整优化产业结构为重点，全面实施科技创新、结构调整、节能减排，加快推进产业转型升级，积极发展高端树脂、生物基树脂和专用料等新型材料，大力推进科技含量高、市场前景广、带动作用强的新产品规模化发展，为战略新兴产业发展、国家重大工程建设和国防科技工业提供支撑和保障。努力开发一批具有自主知识产权并占据行业制高点的关键技术和引领技术，培育一批具有国际竞争优势的大中型企业和企业集团，积极推进行业有序发展，初步形成资源节约型、环境友好型、本质安全型发展模式。 明确的发展目标是：以提高自主创新能力为核心，以树脂专用料、工程塑料、新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料为发展重点，通过产学研相结合的协同创新，突破一批关键技术和共性技术，开发高性能聚烯烃、工程塑料、改性树脂、特种纤维、高端热固性树脂及其树脂基复合材料，以及可降解塑料等新材料制备技AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
第1期18纤维复合材料No.1 2012年3月FIBER COMPOSITES Mar．，2012 阻燃剂的研究发展现状 陈浩然，李晓丹 （哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨150036） 摘要本文分别介绍了卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂和氮系阻燃剂，从机理上分析各类阻燃剂的阻燃效果、应用效果，并指出无卤高效环保型阻燃剂的研究是今后发展方向。 关键词阻燃剂；阻燃机理；卤系阻燃剂；磷系阻燃剂；硅系阻燃剂；氮系阻燃剂；无卤环保型阻燃剂 The Recent Progress of Flame－retardants CHEN Haoran，LI Xiaodan （Harbin FRP Institute，Harbin150036） ABSTRACT This paper introduces halogen flame－retardants，phosphorous flame－retardants，siliceous flame－retardants and nitrogenous flame－retardants．Retardant effect and application effect are analyzed from retardant mechanism．It is considered that the research of halogen－free，high efficient，environmental flame－retardants will be the development trend of the flame－retardants． KEYWORDS flame－retardant；retardant mechanism；halogen flame－retardants；phosphorous flame－retardants；sili-ceous flame－retardants；nitrogenous flame－retardants；halogen－free environmental flame－retardants 1引言 由于有机聚合物材料具有独特的物理、化学性质和良好的加工性能，近几十年来，塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材料及其制品得到蓬勃发展，获得了显著的经济效益和社会效益。但是大多数聚合物材料属于易燃、可燃材料，在燃烧时具有燃烧速度快、发热量高、产烟量大以及释放毒性气体等特点。统计表明，在火灾中造成人员伤亡的主要原因不是火，而是在燃烧中放出的这些烟雾和毒气，严重危害了人们生命和财产的安全。从而可看出，聚合物材料抑烟和阻燃的研究是同等重要的。为此如何提高合成高聚物及天然高聚物材料的阻燃性和抑制硝烟生成已成为一个急需解决的问题，具有重要的社会和经济意义［1］。 2阻燃机理分析 在研究阻燃机理之前，要先了解高聚物受热后发生热分解并燃烧的过程［2］。高聚物受热后，温度逐渐升高，一些热稳定性最差的键先开始断裂，当材料达到热分解温度时，高聚物中大多数键发生断裂，高聚物本身开始分解。高聚物最终生成的产物可能有以下几种：可燃性气体（甲烷、乙烷、乙烯等）、不燃气体或低燃烧值气体（N2、SO2、卤化氢等）、液体（熔融聚合物、预聚体及焦油）、固体（炭化物）、烟。热裂解后的可燃性产物与氧气接触发生燃烧，燃烧是按自由基链式反应进行的，包括以下四步： 链引发：RH→R·+H· 链增长：R·+O2→ROO· ROO·+RH→ROOH+R·链的支化：ROOH→RO·+OH· 2ROOH→ROO·+RO·+H 2 O 链的终止：2R·→R—R R·+OH·→ROH 2RO·→ROOR 2ROO·→ROOR+O 2 从聚合物燃烧的过程可以看出，燃烧中释放的能量会加剧这一过程。 因此，材料的阻燃可以通过以下的途径来实现，一是抑制在燃烧反应中起链增长作用的自由基，隔绝氧气；二是在固相中阻止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃气体，如接枝和交联改性或催化成炭；三是减缓生热和传热，如冷却阻燃。
光敏高分子材料的研究进展 骆海强，重庆大学化学化工学院应用化学2班 摘要：由于当今材料科学技术的快速更迭，高分子材料逐渐成为材料科学领域中极具发展潜力的一类材料。在可利用能源不断缩减的今天，光敏高分子材料的研究力度大大提升，逐渐成为现代生活中不可或缺的部分。本文分别对光敏高分子材料的四大类——感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料本身的特性及应用进行了综述性概括，以便快捷了解光敏高分子材料的特点。 0前言 随着材料科学技术相关研究人员在该领域的不断探索，高分子材料无论是在科研领域还是社会生活中，都扮演着极为重要的角色。在光电材料研究风气盛行的当下，太阳能电池、太阳能汽车等光能利用、转化设备普及的大环境下，光敏高分子材料的研究力度渐渐增加，也得到了许多理想的科研成果， 1光敏高分子材料概述 在光照下能表现出特别性能的高分子聚合物即为光敏高分子材料，是材料科学里一类主要的功能高分子材料，所触及范畴也较为普遍，如光致抗蚀剂、光导电高分子、高分子光敏剂等功能材料。 光敏高分子材料根据其自身在光照条件下所产生的反应类型及其展现出的特征性能，可以分成如下四类：感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料。 现基于以上分类，对各种材料进行阐述。 2 感光性高分子材料 在光照下可以进行光化学反应的高分子材料常被称为感光性高分子材料。
根据其用途可分为光敏涂料和光刻胶。 2.1光敏涂料 2.1.1光敏涂料的作用机理 光敏涂料具有光敏固化功能，可以利用光交联反应或光聚合反应，使其中的低聚物聚合成膜或网状。经过恰当波长照射后，光敏涂料会快速固化，获得膜状物。因为固化过程较为稳定不易挥发溶剂，从而降低了排放，提高了材料利用，保障了安全性。而且由于是在覆盖之后才发生的交联，使图层交联度更好，机械强度也更稳固。 2.1.2光敏涂料的中常见低聚物的类型 以铁酸锌环氧酯错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。涂料为一类的环氧树脂型低聚物，在紫外光的处理下，给电冰箱表面上漆，能够是冰箱表面具有很好的柔顺性且不宜脱落。以含氟丙烯酸酯预聚物错误!未找到引用源。为一类的不饱和聚酯型低聚物，与光引发剂等结合后形成的混合型涂料，其硬度、耐挂擦力、附着力等性能大大提高。此外还有聚氨酯型低聚物错误!未找到引用源。及聚醚型低聚物。 2.2光刻胶（光致抗蚀剂） 2.2.1光刻胶的作用机理 生产集成电路的现有工艺中，通常会用这类感光性树脂覆盖在氧化层从而避免其被活性物质腐蚀。将设计好的图案曝光、显影，改变了其溶解性，其中树脂发生化学反应后去除了易溶解的物质，氧化层表面留下不溶部分，从而避免氧化层被活性物质腐蚀。 2.2.2光刻胶的分类 正性光刻胶和负性光刻胶错误!未找到引用源。是根据曝光前后涂膜的溶解性来分类的。其中正性光刻胶受光后会降解，被显影液所消融；而与之相反，在光照后，负性光刻胶获得的图形恰好与掩膜板图形互补，即曝光处会发生交链反应形成不溶物残余在表面形成图像，而非曝光处则如正性光刻胶同样被消融，。 根据光刻胶所吸收的光的紫外波长，还可将其分为深紫外(i-线，g-线)光刻胶，远紫外(193 nm)光刻胶和极紫外(13. 5nm)光刻胶错误!未找到引用源。。Lawrie等错误!未找到引用源。经过多次实践合成了一种感光灵敏度为4~6 mJ/cm2、分辨率为22.5 nm的
有机磷酸酯阻燃剂研究进展 徐会志，王胜鹏，包杰界 （浙江传化股份有限公司，杭州 311231） 摘 要有机磷阻燃剂研究在国内外得到极大的关注。综述了磷酸酯类阻燃剂、膦酸酯类阻燃剂和磷杂环类阻燃剂的研究进展，并提出了有机磷阻燃剂今后的发展方向。 关键词 有机磷，阻燃剂，磷酸酯，膦酸酯，磷杂环 1 引言 有机磷酸酯阻燃剂是一种阻燃性能较好的阻燃剂，它品种多，用途广泛。卤系阻燃剂存在很多缺点，如抗紫外线稳定性差，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体。特别是自1986年起，发现多溴二苯醚及其阻燃的高聚物的热裂解和燃烧产物中含有致癌物四溴代双苯并二恶烷及四溴代苯并呋喃后，卤系阻燃剂的使用受到了限制，使得非卤阻燃剂特别是有机磷阻燃剂的研究和开发变得更加重要。虽然有机磷化合物都会有一定的毒性，但它们的致畸性却不高，其分解产物及其阻燃的高聚物的热裂解和燃烧产物中腐蚀性、有毒物也很少。有机磷阻燃剂之所以成为阻燃剂研究中的热点，除了上面的因素外，还因为有机磷阻燃剂除了具有阻燃性能之外，很多品种还同时具有增塑、热稳定等作用，对提高高分子材料的综合性能有十分重要的作用。 目前，有机磷阻燃剂的研究、开发方兴未艾，每年报道很多。有机磷阻燃剂根据化学活性的不同，可以分为使用方便的反应型和阻燃性持久的添加型两类，下面就这些阻燃剂种类、合成和应用的最新发展状况进行论述[1,2]。 2 磷酸酯阻燃剂 用作阻燃剂的磷酸酯很多，主要可用于聚苯乙烯（PS）,聚氨酯（PU）泡沫塑料，聚酯（PET），聚碳酸酯（PC）和液晶等高分子材料的阻燃。包括只含磷的磷酸酯阻燃剂、含氮磷酸酯阻燃剂和含卤磷酸酯阻燃剂等几类。 （1）只含磷的磷酸酯阻燃剂 只含磷的磷酸酯阻燃剂大多数为酚类的磷酸酯，也有少量的烷基磷酸酯。Bright Danielle A报道，结构式如下的化合物可用于高抗冲聚苯乙烯的阻燃处理： 1,4-(ArO)2P(O)OCH2C6H4CH2OP(O)(ArO)2 式中Ar=（未）取代的芳基。 当在高抗冲聚苯乙烯中加入5.6份该化合物时极限氧指数（LOI）从18变为20.5。相近结构的
我国医用高分子材料的发展现状 摘要: 对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词: 医用高分子材料;相容性;组织工程 前言： 现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外,医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料。 医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料[1]是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。 1、医用高分子材料的目前需求 人的健康长寿依赖于医学的发展。现代医学的进步已经越来越依赖于生物材料和器械的发展,没有医用材料的医学诊断和治疗在现代医学中几乎是不可想象的。目前全球大量用于医疗器械的生物医学材料主要有20种,其中医用高分子12种,金属4种,陶瓷2种,其他2种[2]。利用现有的生物医学材料已开发应用的医用植入体、人工器官等近300种,主要包括:起搏器、心脏瓣膜、人工关节、骨板、骨螺钉、缝线、牙种植体,以及药物和生物活性物质控释载体等。近年来,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%～20%的速度增长[3],而国内也以20%左右的速度迅速增长。随着现代科学技术的发展,尤其是生物技术的重大突破,生物材料的应用将更加广泛,需求量也随之越来越大。生物医用材料产业发展如此迅猛,主要动力来自于人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。生物材料的研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划,并迅速成为国际高技术制高点之一。
新型药用高分子材料的研究现状 首先，我们先来了解一下什么是高分子材料。 高分子材料：macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 了解过了高分子材料，我们再来了解下什么是药用高分子材料。 药用高分子材料（polymers for pharmaceuticals）具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂的一类高分子辅料。 近年来，随着纳米技术与材料科学的发展，涌现出大量纳米级微粒负载药物的新型制剂，极大地推进了新型药用高分子的研究与发展。在制药领域中，高分子材料的应用具有久远的历史。药用高分子的发展，不仅改变了传统的用药方式，开辟了药物制剂学的新领域，丰富了药物的类型，而且对制剂学与药理学的发展提出了大量的新问题。上世纪六十年代开始,大量新型高分子材料进入药剂领域,推动了药物缓控释剂型的发展。这些高分子材料以不同方式组合到制剂中,起到控制药物的释放速率，释放时间以及释放部位的作用。 那么，它的作用原理又是什么呢？ 药用高分子材料是一种药物缓释技术，就是通过医用高分子材料包覆在药物表面，当然药物不是成块状的，而是很小的。有高分子材料的保护，药物在短时间内不会被身体吸收，而是随血液流动到特定区域，当到达之后药物表面的高分子材料已经溶解到血液中，最终随体液排出。而药物能够有针对性的治疗病患处。 那么，目前的药用高分子材料有哪些呢？ 首先，是淀粉及其衍生物 其中包括：淀粉、糊精、预胶化淀粉和羧甲基淀粉钠等 然后是纤维素及其衍生物和纤维素醚的酯类 已列入一些国家法定典籍中的要用纤维素有粉状纤维素和微晶纤维素两种。 纤维素衍生物有：纤维素酯类、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和低取代羟丙基纤维素、羟丙甲纤维素。 纤维素醚的酯类有：羟丙甲纤维素酞酸酯、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯。 最后是一些其他的天然药用高分子材料。 其中包括：阿拉伯胶、明胶、瓜尔豆胶、壳多糖和脱乙酰壳多糖、西黄蓍胶、黄原胶、透明质酸、琼脂、海藻酸钠、白蛋和聚麦芽三糖。 而药用高分子对材料又有哪些基本要求呢？ 第一，要有利于成品的加工； 第二，要有利于提高生物利用度或病人的适应性； 第三，要有助于从外观鉴别药物制剂； 第四，要有助于增强制剂在贮存或应用时的安全性和有效性。 目前，药用高分子材料在药物制剂中主要作为辅料应用，是药物制剂不可缺
功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料，如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料；功能高分子；功能材料； Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords：high polymer materials; functional polymer; functional Materials;
阻燃剂的发展趋势 随着现代工业的不断发展，塑料、橡胶、合成纤维等高分子材料得到广泛的应用。然而，这些有机高分子化合物绝大多数都是可燃的，且燃烧时可产生大量致命的有毒气体。为解决这一难题、提高合成材料的抗燃性，最有效的方法是加入阻燃剂。对此，以阻燃为目的阻燃剂研究及材料阻燃技术近几年得到长足发展，至今天已成为世界工业体系的重要组成部分之一。本文将阐述阻燃剂的现状和发展趋势。 1 我国阻燃剂发展现状 我国阻燃剂生产在塑料助剂中, 是仅次于增塑二、各类阻燃剂的现状研究剂的第二大行业, 产量逐年增加, 市场不断扩大。自1960 年起开始研制和生产阻燃剂以来, 到目前为止, 我国阻燃剂总生产能力约15 万t/a , 从事阻燃剂研究的研制单位有50 多家, 阻燃剂品种有120 多种, 生产单位150 多家。近几年来, 我国阻燃剂工业发展迅速, 比如最重要的添加型溴系阻燃剂十溴二苯醚(DBDPO)的销量1999 年为7000t/a , 2000 年为9000t/a , 2001 年为13500t/a。增长幅度逐年增大,其它卤系中的另一个重要成员氯蜡系列也有很大增长。还有磷系(包括无机磷类和有机磷酸酯类)和无机系[ 主要是Al2 (OH)3 、Mg (OH)2 和助阻燃剂Sb2O3 等] 的市场也在不断扩大。但是, 按阻燃塑料制品占塑料总用量的比例来看, 与美国相比差距还很大。美国的比例为40 %, 而我国还不到1 %, 即使考虑到美国的经济总量为我国的10 倍, 我们也还有很大的扩展空间。 我国的阻燃剂以卤系阻燃剂为主, 占整个阻燃剂的80 %以上, 其中氯系(主要是氯化石蜡)占69 %, 并有出口;但溴系不足, 每年仍需进口;作为无污染、低毒的无机系仅占阻燃剂的17 %, 其中有一半为三氧化二锑, 而氢氧化铝、氢氧化镁还不到10 %。主要阻燃剂品种有42 型、52 型氯化石蜡, 还有少量的70 型氯化石蜡、多溴二苯醚、六溴醚、八溴醚、聚2 , 6-二溴苯醚、四溴双酚A 及其齐聚物、磷酸烷(芳)基酯、氯(溴)化磷酸醋、氢氧化铝(镁)、三氧化二锑、红磷等。我国阻燃剂比例与世界发达国家和地区相比, 消费结构差距甚大, 目前国
高分子材料研究前沿及发展趋势 .通用高分子材料向高性能、多功能、低污染、低成本方向发展 通用高分子材料主要是指塑料、橡胶、纤维三大类合成高分子材料及涂料、黏合剂等精细高分子材料。高性能、多功能、低成本、低污染（环境友好）是通用合成高分子材料显著的发展趋势。在聚烯烃树脂研究方面，如通过新型聚合催化剂的研究开发、反应器内聚烯烃共聚合金技术的研究等来实现聚烯烃树脂的高性能、低成本 2. 在有机/高分子光电信息功能材料领域，光、电、磁等功能高分子材料作为新一代信息技术的重要载体，在21世纪整个信息技术的发展中将占有极其重要的地位。非常值得关注并可能取得突破的重要方向是：有机/高分子显示材料特别是电致发光材料、超高密度高分子存储材料、高分子生物传感材料等。此外，还有新型功能高分子材料的设计、模拟与计算、合成与组装以及分子纳米结构的构筑。高分子的组装、自组装以及在分子电子器件上的应用研究等。
在生物医用材料领域，总的发展趋势是：从简单的植入发展到再生和重建有生命的组织和器官；从大面积的手术损伤发展到微创伤手术治疗；从暂时性的组织和器官修复发展到永久性的修复和替换；从药物缓释发展到控释、靶向释放。生物医用材料研究的重点是：基于生物学原理，赋予材料和植入体生物结构和生物功能的设计；可靠地试验材料生物安全性和预测材料长期寿命的科学基础；先进的工艺制造方法 学。 要化工原料。其中最丰富的资源有纤维素、木质素、甲壳素、淀粉、各种动植物蛋白质以及多糖等。它们具有多种功能基团，可通过化学、物理方法改性成为新材料，也可通过化学、物理及生物技术降解成单体或齐聚物用作化工原料。为解决环境污染问题，一方面生物降解高分子材料的研究已成为研究热点，另一方面废弃高分子材料的回收利用也成为重要研究方向。生物降解高分子材料在20世纪末和21世纪初得到迅速的发展，特别是一些发达国家的政府和企业投入巨资开展生物可降解高
收稿日期：75 2011-03-01 高分子材料无卤阻燃剂的研究现状 Research Status on Non-halogen Flame Retardants of Polymers Wpm/4:!Op/7!)Tvn/341* Kvof!!!3122 黄 辉，曹家胜 Huang Hui, Cao Jiasheng - 公安部上海消防研究所，上海 200032 - Shanghai Fire Research Institute of Ministry of Public Security, Shanghai 200032, China 摘 要 : 综述了高分子材料无卤阻燃剂的种类和阻燃机理，重点介绍了无机物阻燃剂、无卤膨胀型阻燃剂、有机硅阻燃剂等无卤阻燃剂的开发和在高分子材料中的应用研究现状，并对无卤阻燃剂的发展方向进行了展望。Abstract : Types and mechanisms of polymer non-halogen flame retardants were reviewed. Research status and applications of non-halogen flame retardants in polymers, such as inorganic flame retardants, non-halogen intumescent flame retardants and organic silicon flame retardants, were introduced mainly. In addition, development trends of non-halogen flame retardants were prospected. 关键词 : 无卤阻燃剂；阻燃机理；研究现状 Key words : Non-halogen flame retardant; Flame retardant mechanism; Research status 文章编号：1005-3360（2011）06-0075-05 高分子材料品种越来越多，而常见的高分子材料基本上都是易燃的，因此阻燃技术受到全球性的关注，日益严格的防火安全标准和塑料产量的快速增长，使近年来全球阻燃剂的用量及销售市场一直呈增长的趋势。 目前，含卤阻燃剂（特别是溴系阻燃剂）被广泛用于高分子阻燃材料，并起到了较好的阻燃作用。然而人们对火灾现场深入研究后得出结论：虽然含卤阻燃剂的阻燃效果好，且添加量少，但是采用含卤阻燃剂的高分子材料在燃烧过程中会产生大量的有毒且具有腐蚀性的气体和烟雾，使人窒息而死，其危害性比大火本身更为严重。无卤阻燃剂具有环保、安全、抑烟、无毒和价廉等优点，因此，无卤阻燃剂的开发已经成为当前阻燃剂研究领域的热点[1-3]。在现有工业技术的条件下， 无卤阻燃剂主要以无机阻燃剂、无卤膨胀型阻燃剂和有机硅阻燃剂为主。这3类阻燃剂燃烧时不发烟，不产生腐蚀性气体，被称为“绿色”阻燃剂。 1 无机阻燃剂 无机阻燃剂具有稳定性好，低毒或无毒，贮存 过程中不挥发、不析出，原料来源丰富，价格低廉等优点，兼具阻燃、填充双重功能，并对环境非常友好，是一类很有前途的阻燃剂，目前受到高度重视和普遍应用，成为阻燃市场的主流。无机阻燃剂主要包括氢氧化铝、氢氧化镁、无机磷系等。 1.1 金属水合物 在高分子材料阻燃的长期研究中，人们发现适合作为无卤阻燃剂的金属水合物以氢氧化铝（A1(OH)3） 和氢氧化镁（Mg(OH)2）为主，这是因为A1(OH)3和Mg(OH)2具有填充、 阻燃及抑制发烟三重功能。当其受热分解释放出结晶水，吸收大量的热量，产生的水蒸气降低了可燃性气体的浓度，并使材料与空气隔绝；同时生成的耐热金属氧化物（三氧化二铝和氧化镁）还会催化聚合物的热氧交联反应，在聚合物表面形成一层炭化膜，其会减弱材料燃烧时的传热、传质效应，从而不仅起到阻止燃烧的作用，还起到了消烟的作用。A1(OH)3分解温度范围为235~350℃，吸热量为968 J/g ，由于其分解温度较低，因此作为阻燃剂通常只适用于加工温度较低的高分子材料。与A1(OH)3相比，Mg(OH)2具有更好的热稳定性，更高的促进基材成炭和更好 助剂 文献标识码 : A 中图分类号 : TQ314.24
生物医用高分子材料研究进展及趋势
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文生物医用高分子材料的研究及发展趋势
学院名称：材料科学与工程 专业班级：金属1302 学生姓名：钱振 指导教师姓名：王宝志 2016年 10 月 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号：63 班级：金属1302 材料科学与工程学院 摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，分子材料在各领域得到了显著应用，在医用领域应用更多，本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件，概述了医用高分子材料的研究现状及其用途，并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词：生物材料，生物医用高分子材料，现状，应用，展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科，它是生物学、医学、化学、 物理学和材料学交叉形成的边缘学科，是用于人工组织或器官制备、高性能医疗
器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料，简称生物材料(BiomaterialS)，是一类具有特殊性能或功能，用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[，生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等）。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料取得了长足的进展，目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展，出现了大量的医用新材料和人工装置，如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来，由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展，医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 生物医用高分子材料是生物材料的重要组成部分，它发展最早、应用最广泛、用量最大、品种繁多，主要包括：塑料、橡胶、纤维、粘合剂等。随着医学的发展，这些材料在医学领域得到广泛的应用。如:膨体聚四氟乙烯人造血管、聚矾中空纤维人工肾、硅橡胶医用导管、介入栓塞材料、介入诊疗导管以及护理方面使用的一次性医疗用品等，都是由高分子材料制成的。这些产品在临床诊断、治疗、护理等方面起着越来越重要的作用。正是由于高分子材料在医学上的独特作用，因而在高分子化学上出现了一个新的分支—医用高分子(Medical highpolymers)。它是把高分子化学的理论、研究方法、临床医学的需要结合起来，用于研究生物体的结构、生物体器官的功能及医用材料的应用等的一门年轻而边缘性的学科]4[。
江苏雅克、杰尔斯、山东默锐 随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展，阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。此外，煤田、油田、森林灭火等领域也促进了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。我国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂，目前的生产能力20万t/a左右，年生产量在15万-17万t之间，年消费量20万t左右。不足部分主要从美国和以色列进口，进口的主要品种为有机溴及卤—磷系阻燃剂。我国阻燃剂生产厂60余家，能够生产50余种产品，主要为溴磷系列，其中溴系阻燃剂是最重要的系列，约占我国有机阻燃剂的30%。、 国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主，无机阻燃剂生产和消费量还较少，但近年来发展势头较好，市场潜力较大。阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性，但是它对环境和人的危害是不可忽视的。环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点，所以国内外一直在调整阻燃剂的产品结构，加大高效环保型阻燃剂的开发。 1.环保型阻燃剂应用和生产现状 随着人们环保、安全、健康意识的日益增强，世界各国开始把环保型阻燃剂作为研究开发和应用的重点，并已经取得了一定的成果。阻燃剂按有效元素分类，可分为磷系、氯系、溴系和锑基、铝基、硼基阻燃剂等。本文根据阻燃有效元素将阻燃剂分为无卤阻燃剂、溴系
阻燃剂、卤—磷协同阻燃剂及其他阻燃剂四个种类，分别介绍其中几种环保且具有应用前景的阻燃剂。 1.1无卤阻燃剂 无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂一直是人们追求的目标，近年来全球一些阻燃剂供应和应用商对阻燃无卤化表现出较高热情，对无卤阻燃剂及阻燃材料的开发也投入了很大的力量。据分析，无卤阻燃剂主要品种为磷系阻燃剂及无机水合物。前者主要包括红磷阻燃剂，无机磷系的聚磷酸铵(APP)、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等，有机磷系的非卤磷酸酯等。后者主要包括氢氧化镁、氢氧化铝、改性材料如水滑石等。聚磷酸铵、水滑石为该系列环保型且市场前景较好的代表产品，以下就这两种产品展开分析。 1.1.1聚磷酸铵 聚磷酸铵(ammoniumpolyphosphate，简称为APP)是长链状含磷、氮的无机聚合物，其分子通式为：(NH4P03)n。由于其具有化学稳定性好、吸湿性小、分散性优良、比重小、毒性低等优点，近年来广泛用于塑料、橡胶、纤维作阻燃处理剂；还可用于配制膨胀性防火涂料，用于船舶、火车、电缆及高层建筑的防火处理；也用于生产干粉灭火剂，用于煤田、油井、森林大面积灭火；此外，还可作肥料用。聚磷酸铵的聚合度是决定其作为阻燃剂产品质量的关键，聚合度越高，阻燃防火效果越好。国内已经有聚合度超过100的产品，而国外APP(聚磷酸铵)的聚合度在500以上已是常见。国内聚磷酸铵研制始于1978年，经过20多年的发展，我国聚磷酸铵生产已具有一定的基础，基
阻燃剂的研究进展 摘要：本文主要介绍阻燃剂的分类，阐述各类阻燃剂的阻燃原理及优缺点，目前阻燃剂的市场情况及阻燃剂在国内外的研究进展。 关键词：阻燃剂阻燃机理市场研究进展 一、引言 据公安局消防局统计，2011年，全国共接报火灾125402起，死亡1106人，受伤572人，直接财产损失18.8亿元，由此可以看出火灾引起的损失非常巨大，因此，阻燃剂是有机材料的重点研究方向。粗略估计，全球65%-70%的阻燃剂用于塑料，20%用于橡胶，5%用于纺织品，3%用于涂料，2%用于纸张及木材。由此可以看出，阻燃剂大部分应用于塑料行业。 二、阻燃剂的介绍 2.1 无机阻燃剂 无机金属氢氧化物阻燃剂：主要有氢氧化铝和氢氧化镁两类。目前为了进一步提高氢氧化铝的阻燃性能，对其进行了一些处理，如表面活性化、超细化、大分子键合处理以及复合化等。其反应机理如下：该反应是吸热反应，使体系的温度下降，水在此温度下变成水蒸气，又可冷却和稀释受热分解产生的可燃性气体和氧化剂，而氧化铝的残渣又是优良的导热体，可增加燃烧区热量的排出。经过表面改性处理的氢氧化铝和氢氧化镁，其阻燃性能和被阻燃基材的抗拉强度、伸长率等与处理前相比有大幅提高。 无机磷系：包括聚磷酸铵、磷酸、红磷等，其阻燃机理既有气相机理，又有凝聚相机理，但以凝聚相机理为主。在燃烧时发生以下变化：磷化合物-磷酸-偏磷酸-聚偏磷酸，聚偏磷酸玻璃体不仅覆盖于燃烧体表面，形成保护膜，能隔绝氧气、起阻燃作用。 膨胀型石墨阻燃剂：膨胀型石墨（EG）是一种近期发展起来的无卤无机膨胀型阻燃剂，其作用机理为：EG膨胀时吸收大量的环境热量，一方面通过膨胀窒息、覆盖形成隔离膜中断链反应，达到热量缓释的效果；另一方面本身不燃，并能够吸收环境热量，EG是多种阻燃机理集于一身的优良的阻燃剂。 其它一些无机阻燃剂或消烟剂：硼类阻燃剂是近年来发展较快的一类多功能阻燃剂。主要有五硼酸铵、偏硼酸钠、氟硼酸铵、偏硼酸钡和硼酸锌等；锑系阻燃剂是一种重要的阻燃增效剂。可单独使用亦可复合使用，尤其是与卤系阻燃剂并用时可大大提高卤系阻燃剂的效能，是卤系阻燃剂中不可缺少的协同剂；钼类化合物是人们发现最好的抑烟剂，使钼类化合物的开发与应用成为目前阻燃剂领域的新热点。
2017年高分子材料行业分析报告Array 2017年9月出版
文本目录 一、行业发展状况 (4) 1、热塑性弹性体（TPE） (4) 2、改性塑料 (6) 二、行业监管体系 (7) 1、行业主管部门 (7) 2、行业政策 (8) 三、上下游关系 (10) 1、上游行业 (10) 2、下游行业 (11) 四、行业壁垒 (12) 1、技术壁垒 (12) 2、市场壁垒 (13) 3、资本壁垒 (14) 五、行业发展特点 (14) 1、行业的周期性特征 (14) 2、具有明显的客户锁定效应 (14) 3、专业化开发和服务要求高 (15) 六、市场规模与发展趋势 (16) 1、市场规模 (16) （1）热塑性弹性体 (16) （2）改性塑料 (18) 2、发展趋势 (19) 七、行业风险特征 (20)
1、原材料价格波动风险 (20) 2、技术人员流失和技术泄密风险 (21) 3、市场竞争加剧风险 (21) 八、行业竞争格局 (22) 1、竞争地位 (22) 2、相关公司简介 (22) 1）金发科技股份有限公司 (22) 2）广东银禧科技股份有限公司 (23) 3）深圳市富恒新材料股份有限公司 (23) 4）广东顺德顺炎新材料股份有限公司 (24)
一、行业发展状况 我国是世界高分子合成材料生产大国，以各类基础聚合物计，三大合成材料（合成树脂、合成橡胶、合成纤维）生产总规模已居世界首位；合成材料的成型加工总能力也已多年位居世界第一。 高分子材料是分子量极大的一类化合物构成的材料。高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、胶粘剂及涂料等，其为石化基本原料所生产的石化中间原料合成，并可作为下游塑料、橡胶、树脂、纺织等制品产业的原料，因此其应用非常广泛，汽车、电子电器、纺织、建筑、医疗等日常生活所需的各行各业都需要用到高分子材料。 1、热塑性弹性体（TPE） 热塑性弹性体（Thermoplastic Elastomer）是一种既具有橡胶的特性（高弹性、压缩永久变形等），又有塑料加工特征（工艺简单）的环保低碳性高分子复合材料。 热塑性弹性体是新材料产业“十二五”重点产品，不但能够从根本上解决传统热固性橡胶难以回收再利用的问题，缓解石油资源危机和实现可持续发展的目标，还能够从很大程度上实现节能的目的。
阻燃剂的研究及发展概况(通 用版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0822
阻燃剂的研究及发展概况(通用版) 1前言 随着城市建筑的密集化、房屋建筑的高层化和建筑结构的轻型化，合成高分子材料广泛应用于各类领域，与人们的生活密切相关,直接影响着人们的工作生活。但在可燃、易燃物中,容易引起火灾的材料大部分是有机高分子化合物，有极大的潜在火灾危险性。由于高分子材料被引燃导致火灾发生的情况越来越频繁，对高分子材料的阻燃已经引起人们的高度重视。如何提高合成材料的阻燃性能，减少可燃物的燃烧危险性及燃烧时释放出的有毒气体，减少人民的生命财产损失，已经成为研究人员研究的课题。研究人员研究发现，通过添加阻燃剂或者通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团，能有效提高材料的抗燃性，阻止材料被引燃及抑制火焰的传播。在此基础上，世界各国研究人员对阻燃技术进行深入的探讨研究，并
研制开发出了一系列阻燃性能良好的阻燃材料。阻燃剂便是这其中一种，适用于合成材料的阻燃，有很好的阻燃效果。现就阻燃剂发展概况进行分析讨论。 2阻燃剂的类型 阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要，预防火灾发生，保护人民生命财产而发展起来的一门科学。阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用，它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂，广泛应用于各类装修材料的阻燃加工中。经过阻燃剂加工后的材料，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。根据不同的划分标准可将阻燃剂分为以下几类： 2.1按所含阻燃元素分 按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷－卤系阻燃剂、磷－氮系阻燃剂等几类。卤系阻燃剂在热解过程中，分解出捕获传递燃烧自由基的X?及HX，HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体，隔断可燃气体与空气的接触。磷系阻
高分子材料发展现状及应用趋势探讨 目录 1引言 (2) 2高分子材料概念 (2) 2.1 高分子材料按来源分类 (2) 2.2高分子材料按应用分类 (2) 3高分子材料发展现状 (3) 3. 1军工业领域现状 (3) 3. 2建筑领域应用现状 (4) 3. 3民用行业应用现状 (4) 4高分子材料的应用趋势 (4) 4. 1热响应型 (4) 4. 2电磁响应型 (4) 4. 3水溶性高分子材料 (5) 4. 4绿色发展 (5) 5 高分子材料发展面临的挑战与制约 (5) 5.1低端过剩高端缺乏 (6) 5.2关键技术和核心技术制约还很突出 (6) 5.3塑料垃圾污染 (6) 6 高分子材料未来可持续发展的思考 (7) 6.1创新是可持续发展的关键 (7) 6.2绿色发展是可持续发展的根本之策 (7) 6.3对标国际一流技术 (8) 7结语 (9)
1引言 高分子材料是材料科学研究领域的重要组成部分，对社会发展有着重要影响，适应人类材料利用的发展方向。科学技术的发展为高分子材料的进步提供了助力。如今社会建设中对材料的运用方而有着新的发展要求，对高分子材料进行深入研究，能够适应社会发展的需要。 2高分子材料概念 2.1 高分子材料按来源分类 高分子材料具有聚合性能，高分子化合物为其主要组成部分，借助多种助剂比如添加剂等发挥作用。高分子材料了主要分为大然及人工合成两种类型。大然性高分子材料大多从自然界中的动植物资源中进行有效获得，比如橡胶等材料。而人工合成高分子材料主要通过合成方法来制作材料，其中包括塑料、橡胶、合成纤维等类型，比如人们日常生活中的塑料瓶等。两种类型的高分子材料相比，人工合成类型的具有较多优点，比如耐腐蚀性较好、绝缘性能佳等，高分子材料在社会中的多个领域有着广泛运用。高分子材料逐渐朝着智能化、科学化的方向快速发展。 2.2高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、