磷系阻燃剂的阻燃机理

含磷阻燃剂的阻燃机理含磷阻燃剂被广泛应用于各个领域，如建筑材料、电子产品、汽车等，以提供阻燃性能，保护人们的生命和财产安全。

本文将从阻燃机理的角度，对含磷阻燃剂的作用原理进行解析。

阻燃剂的作用机理主要有三种：物理隔离作用、化学反应作用和气相作用。

其中，含磷阻燃剂主要通过化学反应作用和气相作用两种机制发挥阻燃效果。

化学反应作用是含磷阻燃剂的主要机制之一。

含磷阻燃剂中的磷元素能够与燃烧过程中产生的自由基反应生成磷氧化物，从而抑制火焰的蔓延。

磷氧化物既可以在固态表面形成保护层，防止热量传递和氧气扩散，又可以在气相中作用于燃烧反应链中的自由基，中断燃烧反应，从而达到阻燃的效果。

气相作用也是含磷阻燃剂的重要机制之一。

在燃烧过程中，含磷阻燃剂中的磷元素会在高温下分解，并释放出磷氧化物、磷酸等气体。

这些气体能够与燃烧产物中的自由基反应，生成稳定的磷氧化物，阻断燃烧的链式反应，减缓火势的发展。

除了以上两种机制，含磷阻燃剂还可以通过物理隔离作用来阻止火焰的蔓延。

物理隔离作用是指含磷阻燃剂中的无燃料成分在燃烧过程中形成的保护层，防止热量传递和氧气扩散。

这种机制使得燃烧区域的温度降低，火焰的蔓延速度减缓，有效地延缓了火势的发展。

磷元素在含磷阻燃剂中的形式有多种，如磷酸盐、磷酸、磷酸酯等。

不同形式的磷元素具有不同的阻燃效果。

磷酸盐是一种常见的含磷阻燃剂，其具有良好的阻燃性能和热稳定性，广泛应用于各个领域。

磷酸酯类阻燃剂则具有较高的热稳定性和低烟性能，适用于高温环境下的阻燃要求。

总结起来，含磷阻燃剂主要通过化学反应作用和气相作用两种机制来发挥阻燃效果。

磷元素能够与燃烧产物中的自由基反应，生成磷氧化物等稳定产物，阻断火势的发展。

同时，磷元素的分解产物能够与燃烧过程中的自由基反应，中断燃烧的链式反应，减缓火势的发展。

此外，含磷阻燃剂还可以通过物理隔离作用来阻止火焰的蔓延。

这些机制的协同作用，使得含磷阻燃剂具有出色的阻燃性能，为保护人们的生命和财产安全发挥了重要作用。

磷系阻燃剂研究进展1.磷系阻燃剂随着合成材料的广泛应用, 阻燃剂的消耗量日益增加, 目前已成为塑料助剂中仅次于增塑剂的第二大品种。

阻燃剂种类繁多, 其中, 磷系阻燃剂是各类阻燃剂中最复杂, 也是研究较充分的一类[ 1]。

磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤、无卤等优点, 符合阻燃剂的发展方向, 具有很好的发展前景。

磷系阻燃剂－CEPPA2.磷及磷化合物阻燃机理加入含磷阻燃剂的聚合物燃烧时, 磷化合物受热分解, 发生如下变化:聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物, 覆盖在聚合物表面形成一个保护层, 起到阻燃作用。

另外, 由于磷酸和聚偏磷酸具有较强的脱水性, 使聚合物表面形成碳化膜而起到阻燃作用。

这是磷系阻燃剂在聚合物的凝聚相中的阻燃机理。

另外, 磷系阻燃剂在阻燃过程中产生的水分,一方面可以降低凝聚相的温度, 另一方面可以稀释气相中可燃物的浓度, 从而更好地起到阻燃作用。

3.磷系阻燃剂研究进展3.1磷系协同型阻燃剂所谓协同型阻燃剂就是指利用阻燃剂或阻燃元素之间的相互作用而提高阻燃效果的阻燃剂, 其优点是: 阻燃性能增强, 应用范围扩大, 经济效益提高, 是实现阻燃剂低卤无卤化有效途径之一。

3.1.1磷- 卤系阻燃剂磷- 卤型阻燃剂是一类含卤较低的阻燃剂, 其协同阻燃作用已被许多实验所证实。

燃烧时能产生聚偏磷酸、三卤化磷、三卤氧磷等, 它们相作用, 覆盖于聚合物表面以隔绝空气, 从而发挥了凝聚相和蒸气相阻燃作用。

如：美国的FMC 公司现销售的PB - 460 也是一种溴代磷酸酯, 在聚碳酸酯( PC) / 聚对苯二甲酸乙二酯( PET) 以及PC/ ABS 三元共聚物中表现出明显的磷- 溴协同作用, 阻燃效率远远高于只含磷或只含溴的阻燃剂。

PB-460 磷酸三（溴苯基）酯3.1.2磷- 氮系阻燃剂由于磷- 氮之间的协同与增效作用, 使得这类阻燃剂显示出了良好的阻燃性能, 且发烟量小, 有毒气体生成量少, 被认为是今后阻燃剂发展的方向之一。

红磷阻燃机理1. 红磷的阻燃机理红磷受热分解，可和周围空气中的氧气发生反应生成含氧磷酸，这种含氧酸的吸水性比较好，能让燃烧聚合物表层脱水炭化形成炭化层，这样不但能够将外部的氧、挥发性可燃物和热与聚合物隔离，减少可燃性挥发组分的释放，还具备吸热性，降低聚合物表面的氧化热，实现凝聚相阻燃。

红磷的热解产物PO·自由基进入气相后，还可以捕捉燃烧火焰中大量的H·、HO·自由基，切断火焰氧化链反应，起到气相阻燃的作用。

2. 红磷阻燃的缺点（1）红磷在空气中很容易吸收水分，生产H3PO4、H3PO3、H3PO2等物质，使红磷变粘，失去流动性，而产生的磷酸更易吸水。

如果红磷存在于高分子材料制品中，红磷吸潮氧化，使制品表面腐蚀后失去光泽和原有性能，并慢慢向内层腐蚀，同时产生的含氧酸也会腐蚀加工设备。

（2）红磷与树脂的相容性差，而且会出现离析沉降，使树脂的粘度上升，给树脂的浇铸、浸渍、操作等带来困难，也会导致合成材料的性能下降。

（3）红磷长时间和空气接触，不但会生成磷的含氧酸，还会释放出剧毒PH3气体，对环境和人体都是不利的。

（4）红磷吸湿性、不稳定性对塑料制品的物理性有不良影响，尤其是对弱电元件的漏电性、高压元件的绝缘性影响更甚。

（5）红磷本身的紫红色，会让制品着色。

（6）红磷易被冲击所引燃，干燥的红磷粉尘具有燃烧和爆炸等危险。

3. 红磷的微胶囊包覆尽管红磷阻燃剂的缺点较多，但其在应用过程中是比较环保的，而且阻燃效果优异，是一种优良的无卤阻燃剂。

为了尽可能地发挥红磷的阻燃性能并克服或消除其缺点，一般需对红磷阻燃剂进行微胶囊包覆。

微胶囊包覆红磷又称微胶囊化红磷，其目数可达到800~1000目，使用不同的囊材对红磷进行微胶囊化处理，即可获得微胶囊包覆红磷(囊材常用的有三聚氰胺甲醛树脂，也可采用无机(如硼酸锌等)/有机双包覆技术)。

阻燃剂微胶囊化的制备原理是将阻燃剂在机械搅拌和分散剂的作用下迅速均匀悬浮在液相中，用合适的囊材在其表面通过物理或化学的方法形成微米级厚度的致密囊壁，使阻燃剂免受外界环境如热、光、氧气、水气、酸、碱等的影响。

微胶囊化红磷的阻燃机理及其在聚合物中的应用摘要：本文介绍了微胶囊化红磷阻燃剂的优越性能及制备方法，探讨了微胶囊化红磷的阻燃机理，综述了微胶囊红磷阻燃剂的国内外研究进展情况，并且列举了该阻燃剂在聚合物中的具体应用。

关键字：微胶囊化红磷；阻燃机理；应用1 优越性能1.1 红磷的缺点红磷是一种优良的无机阻燃剂，阻燃效率高，与其他阻燃剂相比，达到相同阻燃级别所需添加量少，因而对材料的物理力学性能影响小。

但它暴露在空气中容易吸潮、氧化生成磷酸并释放出剧毒的磷化氢气体；同时，红磷与大多数聚合物的相容性较差，影响产品的阻燃与力学性能。

如果将普通红磷微胶囊化，则可从根本上克服上述缺点，因而受到了各国科研人员的高度重视[1,2]。

红磷作为阻燃剂，存在下述缺点: 1)红磷在空气中很容易吸收水分，生成H3PO4，H3PO3，H3 PO2等物质，使制品表面被腐蚀而失去光泽和原有的性能，并慢慢向内层深化；2)红磷与树脂的相容性差，不仅难以分散，也会导致合成材料的性能下降；3)红磷长期与空气接触，在生成磷的含氧酸的同时，会放出剧毒的PH3气体，污染环境；4)红磷的吸湿性和表面不稳定性对塑料制品的物理性能有不良影响，尤其对弱电元件的漏电性和高压元件的绝缘性影响更甚；5)红磷易被冲击所引燃，干燥的红磷粉尘具有燃烧及爆炸危险；6)红磷的深紫红色易被阻燃的制品着色。

上述缺点严重限制了红磷的直接应用。

因此，红磷作为阻燃剂，只有经过表面处理后才有实际的应用价值[3,4]。

1.2 微胶囊化红磷的优点微胶囊化红磷（亦称包覆红磷）是国际上近几年来发展起来的高效新型阻燃剂，是在细微的红磷粉末上，通过各种方法在其表面包覆一层极薄的高分子薄膜或氧化物薄膜。

它不仅克服了红磷在使用中的几乎全部缺点，同时赋予其新的优越性能：热稳定好，易于高聚物相容，无毒无味低烟，耐候性好，贮存期长，用量少，阻燃效果好，应用广泛等[5]。

它不但可克服卤锑系阻燃剂燃烧时烟雾大、放出有毒气体及腐蚀性气体等缺陷，同时还可克服有机P-N 膨胀型阻燃剂价格昂贵、无机阻燃剂添加量大等缺点[6]。

三聚氰胺甲醛树脂〔MF〕的制备与应用专业名称：高聚物生产技术〔新材料〕学生：袁磊班级：高化 1211学号： 2012110945指导教师：侯文顺完成时间：目录1三聚氰胺甲醛...............................1.1物理性质...........................................1.2化学性质...........................................1.3材料性质..........................................1.4用作阻燃剂...................................1.4用作改性剂................................1.4.1 改性酚醛树脂........................1.4.2 改性脲醛树脂.......................2.三聚氰胺甲醛树脂..................3.三聚氰胺甲醛树脂的应用...... 3.1.1在人造板中的应用........... 3.2 .2在造纸工业中的应用......... 3.3 .3在织物整理剂中的应用..... 3.4.4在皮革工业的应用.............. 3.5.5在白乳胶中的应用.............3.6.6在胶黏剂中的应...............3.7 .7在絮凝剂中的应用.........3.8.8在涂料工业中的应用..........3.9.9用作陶瓷和水泥分散剂应用.3.1.1.1用作木材粘合剂应用......3.1.1.2用作织物印染整理剂应用3.1.1.3用作模塑料和层压树脂应用3.1.1.4用作水处理剂应用........3.1.1.5消费市场应用............摘要:三聚氰胺是一种重要的氮杂环有机化工原料，具有无毒、耐热、阻燃、耐弧、绝缘性好、易于着色等特性。

无机磷系阻燃剂来源:世界化工网全文请访问:/睡过站了在着了阻燃剂中磷酸铵已得到应用,磷酸氢二胺和磷酸二氢铵因为易溶于水而使应用受到限制,而磷酸铵水溶性小,热稳定性也较正磷酸铵高,所以它的应用越来越广泛。

赤磷也是一种很有用的阻燃剂。

表4-13列出了无机磷酸盐的应用情况。

一、聚磷酸铵聚磷酸铵（简称APP）是美国孟山公司开发的一种优良的阻燃剂，有水溶性和水难溶性两种。

短链APP（聚合度n=10~20）为水溶性，长链APP（n>20）为水难溶性。

聚磷酸铵含磷量大，含氮量高，热稳定性好，吸湿性小，分散性好，毒性低，被大量用于膨胀型防潮，阻燃涂料和木材，纸张的阻燃剂。

国内上海无机化工研究所，程度化工研究所曾作过广泛研究并投入工业生产。

1、聚磷酸铵的生产方法聚磷酸铵按其使用的原料不同可以有各种不同制法：①正磷酸以氨高温中和制取磷酸铵。

②聚磷酸氨化法③以其他P2O5，NH3和水蒸气气相反应啊。

④以磷酸氢二铵和五氧化二磷为基本原料在过量氨存在下进行高温聚合反应。

（NH4）2HPO4+1/2P4O10+NH3→3/n（NH4PO3）n 该反应时在配有混合器，搅拌器，研磨器以及电热器的特质金属密闭反应器中进行的。

主要操作条件是：磷酸氢二铵和五氧化二磷按一定物质的量比加入反应器中混合，研磨，升温至280~300℃之间，通入氨气，且保持一定的氨气压力，反应进行1.5~2h，可制得平均聚合度大于20的白色粉状物，冷却后过筛得长链聚磷酸铵阻燃剂产品，收率接近100%。

此法的优点是，采用五氧化二磷作缩合剂合成长链聚磷酸铵，工艺路线短，操作简便，无大量废气排出，产品质量好，采用单一反应器，适当改变反应温度和事件，可得到平均聚合度不同的产品，以满足各种用户的需要。

2、聚磷酸铵的性质水难溶性聚磷酸铵通式（NH4）n+2PnO3n+13、聚磷酸铵的应用聚磷酸铵比重小，分散性好，可以单独使用或与其他阻燃剂复合广泛作为添加型阻燃剂。

磷系阻燃剂基本知识有机磷系阻燃剂主要产品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。

磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。

含磷无机阻燃剂主要产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。

红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。

其用量也在增加。

含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发。

不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点而获得广泛的应用。

磷系阻燃剂中有机磷系品种大多是油状,在高聚物加工过程中不易添加,一般在聚氨酯泡沫、软PVC、变压器油、纤维素树脂、天然和合成橡胶中使用。

而无机磷系中的红磷,由于是纯阻燃元素,所以阻燃效果好,应用面较广,但它色泽鲜艳,因而应用受到部分限制。

红磷的应用要注意微粒化和表面包覆(胶囊化),这样使它在高聚物中分散性好,与聚合物的相容性好,不易迁移,能保持高聚物的难燃性能长久。

另外,聚磷酸铵的聚合度是决定上述两种产品质量的关键,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。

常见的磷系阻燃剂有：TTBNP：（三（2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂）），其分解温度在280度，可以适用于大部分塑料的加工。

TPP：三苯基膦酸脂，常用在酚醛树脂，PVC，涂料中等。

有良好的耐热，耐水，耐油等性能。

RDP：间苯二酚双膦酸脂，耐热性好，可以在300度下稳定，用于工程塑料。

BPAPP：双酚A二（二苯基）膦酸脂BBC：双酚A二（二甲基）膦酸脂膨胀型阻燃剂基本知识膨胀型阻燃剂是近年来开发的以磷、氮为主要组成的阻燃剂，含这类阻燃剂受热时表面能形成一层致密泡沫炭层起到隔热、隔氧、抑烟又能防止熔滴；具有良好的阻燃性能。

我国自1992年就开始有研究成功的报告，至今有多个研究单位从事这方面的开发，但仍未见工业规模的生产报道。

一直没有达到规模生产的原因可能有两个：一是产品中留有尚未反应的无机酸反映在阻燃制品表面有吸潮现象；另外一个就是膨胀型阻燃剂是一些大分子化合物合成；其最后一步是固相反应，它的传质、传热过程太复杂而至今工业化有一定困难。

磷系阻燃剂及其阻燃机理磷系阻燃剂是一类高效、稳定、使用领域宽泛的含磷阻燃剂，按使用方法可分为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂。

添加型阻燃剂使用方式便捷并且应用领域广泛，反应型阻燃剂相容性好、阻燃效果稳定，广受人们青睐。

根据磷系阻燃剂的性质及组成，可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂，其中无机阻燃剂包括红磷、聚磷酸铵(APP) 等，有机阻燃剂大多数是磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、亚膦酸酯等，并且有机阻燃剂种类及衍生物较多，磷系阻燃剂的分类及特点如下表所示。

磷系阻燃剂在常见塑料中应用领域广泛，除了单独添加无机阻燃剂或有机阻燃剂外，有时将有机／无机阻燃剂以不同比例复配使用，或与含其它元素阻燃剂协同作用形成稳定的炭层结构，磷系阻燃剂在塑料中应用的主要方法如下表所示。

磷系阻燃剂的阻燃机理在凝聚相中，磷系阻燃剂通过热分解在聚合物表面形成磷酸及多磷酸的粘层膜，使聚合物达到难燃目的；燃烧过程中产生PO·和HPO·等自由基，在气相中捕捉活性H·或者OH·(如下图所示)，通过自由基的结合达到气相阻燃的效果，可以使聚合物热解速率下降。

磷系阻燃剂在下面几个角度充分发挥作用：1)通过隔离氧气、热量的方法在材料表面形成阻止燃烧的炭层，从而使材料LOI(烧失量) 提高且效果明显；2)在材料表面形成致密的炭层，从而防止材料受热继续分解；3)燃烧接触层表面脱水生成的水蒸气可以稀释氧气、氧自由基及可燃气体的浓度；4)磷酸及多磷酸多呈粘稠状的物质，覆盖于基材表面的焦炭层上，从而使焦炭层隔离可燃气体及热量达到保护作用。

综上所述，磷系阻燃剂效率高、使用方式便捷、阻燃效果明显，在未来的发展中会备受青睐。

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有机磷系阻燃剂阻燃机理有机磷系阻燃剂既可以气相阻燃，也可以凝聚相阻燃。

阻燃机理可因磷阻燃剂结构、聚合物类型及燃烧条件而异。

凝聚相阻燃机理凝聚相阻燃表现为其具有成焦炭作用和涂层作用。

阻燃剂在高温环境下受热分解生成磷酸或者酸酐，具有很强的脱水剂，促使含氧聚合物脱水并发生交联和炭化，形成连续的结构紧密、不易燃烧的焦炭层，从而减少可燃性气体的逸出。

焦炭层不但能够隔绝内部聚合物与氧气的接触，而且还可以使聚合物与外界热传递隔绝而减缓热分解反应。

当受强热时，磷酸可以进一步脱水聚合形成聚磷酸，聚磷酸为玻璃状熔体，当其覆盖在聚合物的表面时可以对聚合物形成包覆作用从而有效阻止氧气的接触及挥发性裂解产物的释放。

气相阻燃机理有机磷系阻燃剂热解所形成的气态产物中含有PO·，它可以抑制H·及OH·，故有机磷阻燃剂可在气相抑制燃烧链式反应：有机磷系阻燃剂的分类按使用方法分类可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。

添加型阻燃剂是在聚合物加工过程中，加入具有阻燃作用的液体或固体的阻燃剂。

反应型阻燃剂是在聚合物制备过程中作为单元体之一，通过化学反应使它们成为聚合物分子链的一部分。

它对聚合物使用性能影响小，阻燃持久添加型阻燃剂(1)磷酸酯磷酸酯是由醇或酚与三氯氧磷反应而得，或有醇或酚与三氯化磷反应，氯气氧化、水解制的。

磷酸酯中主要包括（磷酸三甲苯酯(TCP)，磷酸甲苯二苯酯(CDP)，磷酸三甲苯酯(TPP)等，脂肪族磷酸酯中较为重要的有磷酸三辛酯(TOP)。

磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能，可称为阻燃型增塑剂，通常将其划归为增塑剂。

增塑功能可使塑料成型时流动加工性变好，可抑制燃烧后的残余物。

不仅克服了含卤阻燃剂燃烧烟雾大、放出有毒气体及腐蚀性气体的缺陷，同时改善了无机阻燃剂高添加量严重影响材料的物理性能的缺点，做到了高阻燃性、低烟、低毒害、无腐蚀性气体产生。

无卤磷酸酯类的阻燃效率高，对光稳定剂作用影响小，低毒、腐蚀性小，阻碍复燃，但大多数是液体，挥发性大，耐热性差。

关于磷系阻燃剂发展现状和趋势摘要：近年以来，国内社会经济和科学技术得到很好发展的同时，社会中的火灾事故数量也在逐渐提升，对于社会发展、对于广大人民群众的人身财产安全等等方面都造成了比较大的负面影响。

其中，在火灾事故的预防和处理过程中，磷系阻燃剂具有非常重要的作用，包含吸热作用、覆盖作用和抑制链作用等等，从而提升社会全体的消防安全水平，对于社会发展和广大老百姓来说，这是一种非常有效的保障手段，因此，对于磷系阻燃剂的发展现状和发展趋势需要牢牢把握，使其既可以在当前的消防安全方面发挥出重要的作用，同时其发展也可以为后续的消防安全工作的可持续性发展方面做出非常重要的贡献。

因此，在本文中就将针对磷系阻燃剂发展现状和发展趋势进行系统研究和分析工作。

关键词：阻燃剂；磷系阻燃剂；发展现状；发展前景前言：伴随着科技的进步和人民群众生产生活要求的提升，各种创新材料进入到广大人民群众的日常生活和工作当中，聚合物就是其中之一，这一材料具有很好的质轻价廉、化学稳定性好、成型性好等等优势，在机械、纺织和建筑材料等等领域具有广泛的应用。

但同时也需要意识到，大多数聚合物具有可燃易燃特性，而一旦燃烧，聚合物还会产生熔滴加快火势蔓延以及产生烟尘和一些有毒气体，从而造成人员伤亡以及巨大的经济损失。

在这种情况下，就需要注重聚合物的阻燃技术和阻燃材料，磷系阻燃剂就是其中之一，近年以来的研究热度也居高不下，足以看出社会对于磷系阻燃剂的重视程度。

所以，在接下来的文章中就将针对磷系阻燃剂的发展现状和趋势进行详尽阐述，除此之外，还将提出一定的具有针对性和建设性的意见，试图起到一定的总结和引领作用和效果。

一、关于磷系阻燃剂的概述从上世纪的三十年代开始，各种高分子材料已经广泛且深刻地在各个领域、各行各业中进行广泛的应用，磷系阻燃剂其实就是其中之一。

人类社会在感受到这些高分子材料所提供来的诸多便利和高性能的同时，由于这些材料具有易燃性，因此人类社会还承受着高分子材料所带来的潜在火灾风险[1]。

无机磷系阻燃剂的作用机理
无机磷系阻燃剂作为一种重要的阻燃剂，其作用机理主要包括
以下几个方面：
1. 碳化作用，无机磷系阻燃剂在高温下分解，释放出磷化氢等
气体，这些气体可以与燃烧物表面的碳形成炭化层，阻止氧气进一
步与燃烧物接触，从而减缓燃烧速率。

2. 磷氧酸盐作用，无机磷系阻燃剂分解后生成的磷氧酸盐可以
与燃烧物表面的金属离子形成稳定的磷酸盐复合物，这些复合物可
以起到隔热和抑制燃烧的作用。

3. 水合作用，无机磷系阻燃剂中的磷酸盐可以吸收周围的水分，形成水合物，从而降低燃烧物的温度，延缓燃烧过程。

4. 涂层效应，无机磷系阻燃剂可以在燃烧物表面形成一层致密
的磷酸盐涂层，这层涂层可以隔离氧气和燃烧物之间的接触，起到
阻燃的作用。

5. 催化作用，无机磷系阻燃剂中的磷化合物可以作为催化剂，
加速燃烧物分解和炭化的反应速率，从而提高阻燃效果。

综上所述，无机磷系阻燃剂的作用机理主要包括碳化作用、磷氧酸盐作用、水合作用、涂层效应和催化作用等多个方面。

这些机理相互作用，共同发挥作用，从而有效地抑制燃烧过程，提高材料的阻燃性能。

阻燃剂及有机磷系阻燃剂的综述1引言材料是实现工业、农业、国防和科学技术现代化的重要物质基础，它与信息、能源并列为现代文明的三大支柱，是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。

然而，自20世纪30年代，有机高分子材料进入国民经济的各个领域及人民生活的各个方面后，人类即开始面临新的火灾威胁，原因是这类材料大部分是易燃或可燃的。

这不但限制了它们的应用，还给人类社会带来频繁的火灾危害和严重的经济损失，表1.1列举了半个世纪以来世界各国部分特大火灾。

据统计，经济发达的国家和地区在1989-1993年间的年均火灾损失达国民生产总值的0.1-0.4%。

因此，阻燃已成为当前人类提高社会消防能力，确保人民生命和财产免遭火灾的重要措施，以阻燃为目的的高分子材料改性也愈加引人注目，从而大大促进了阻燃材料和技术的研究、生产。

制备应用低烟、低毒和环境污染低的阻燃剂是加工绿色阻燃材料的需求。

阻燃剂是用以提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。

阻燃剂主要用于阻燃合成和天然高分子材料(包括塑料、橡胶、纤维、木材、纸张、涂料等)。

一个理想的阻燃剂最好能同时满足下述条件，但这实际上几乎是不可能的，所以选择实用的阻燃剂时大多是在满足基本要求的前提下，在其他要求间折中和求得的最佳的平衡：(1)阻燃效率高，获得单位阻燃效能所需的用量少。

(2)本身低毒或基本无毒(对大鼠口服的LD50)5000mg/kg)，燃烧时生成的有毒和腐蚀性气体量及烟量尽可能少。

(3)与被阻燃基材的相容性好，不易迁移和渗出。

(4)具有足够高的热稳定性，在被阻燃基材加工温度下不分解，但分解温度也不宜过高，以在250~400度之间为宜。

(5)不致过多恶化被阻燃基材的加工性能和最后产品的物理-机械及电气性能。

可以认为，现有的阻燃剂和阻燃工艺无一不或多或少地对被阻燃高聚物的某一性能或某几种性能会产生不利的影响，而且阻燃剂用量越多，影响越大，所以性能优良的阻燃剂和合理的阻燃剂配方在于能在材料阻燃性和实用性间求得和谐的统一。

磷硅阻燃剂协同效应及其应用在阻燃剂的生产和应用中,人们在探索合成新型高效阻燃剂的同时,也对阻燃效果较好的阻燃剂进行复配。

所谓复配,主要是利用阻燃剂之间的相互作用,以期提高阻燃效能,即通常所称的阻燃剂“协同效应”。

具有协同效应的阻燃体系阻燃效果好,阻燃性能增强,既可阻燃又可抑烟,还具有一些特殊功能;其应用范围广,成本低,能提高经济效益,是实现阻燃剂低卤无卤化有效途径之一。

大多数含磷阻燃剂与含氮或卤素的化合物共同使用时,能大幅度提高阻燃效果。

前人对磷/氮协同体系及磷/卤素协同体系的作用机理及应用都已作了不少综述]。

但对磷/硅的协同阻燃效应及应用却鲜有报道。

有机硅系阻燃剂[3]是一种新型的无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂,还是一种良好的分散剂,能增加材料间的相容性。

它作为一类高分子阻燃剂,具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染等特点。

有机磷阻燃剂具有高热稳定性,耐析出性好,高效低毒,不挥发等特点。

将两者结合起来,通过复配,可以获得阻燃效果更佳的复合型阻燃剂。

1磷/硅阻燃剂阻燃机理传统的协同体系有卤/磷、锑/卤、磷/氮等,还可将阻燃剂进行复配,以达到降低阻燃剂用量,提高阻燃性能的目的。

磷/硅协同体系是近几年才引起专家学者们注意的一类无卤阻燃剂。

磷/硅阻燃剂有两类:1)磷系化合物与硅系化合物复配的阻燃剂。

2)阻燃剂化合物本身含有磷及硅元素。

磷系阻燃剂[4]包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂两大类。

无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸铵盐和聚磷酸铵等,它们稳定性好,不挥发,不产生腐蚀性气体,阻燃效果持久,毒性较低。

有机磷系阻燃剂主要包括对磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、磷杂环化合物、缩聚磷酸酯和有机磷酸盐等。

与卤系相比,虽然有一定的毒性,但它们的致畸性不高,分解产物的腐蚀性和毒性也很少,除阻燃效果好以外,磷系阻燃剂对提高高分子材料的综合性能也有十分重要的作用。

磷系阻燃机理[5]分为三类:一是磷具有强脱水性,磷系阻燃剂高温燃烧时的生成磷酸或聚磷酸,容易在燃烧物表面形成高粘度的熔融玻璃质和致密的炭化层,使基质与热和氧隔绝开来。