前言聚乙烯（PE）是最常用的聚合物材料之一。
近年来，随着材料科学的不断发展，社会经济的不断进步，聚乙烯的用途和产量不断增加。
高密度聚乙烯(HDPE)具有优良的电器绝缘性能，被广泛用做电缆绝缘材料。
但由于其氧指数低，易燃，且燃烧时产生大量具有引燃能力的熔滴，从而带来了极大的火灾隐患。
对高密度聚乙烯进行阻燃是扩大其应用范围的重要手段。
如今，阻燃高密度聚乙烯的最有效的方法是添加阻燃剂。
阻燃剂一般分为卤系阻燃剂和无卤阻燃剂。
按组成分，阻燃剂可分为无卤阻燃剂和有卤阻燃剂两类。
目前世界上有卤阻燃剂用量仍然最多，1998年约为500KT，其中溴系阻燃剂是用量最大的有机阻燃剂之一，约占阻燃剂总用量的23％。
与无卤阻燃剂相比，有卤阻燃剂的分解温度与各种高聚物的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻与气相及凝聚相同时起到阻燃作用，添加量小阻燃效果好，不会降低聚合物材料的阻燃性能和力学性能、电性能等，而且与聚合物相溶性好，易于添加。
由HDPE二级料制备的格栅力学性能较优，可用于煤矿巷道，但其极易燃，限制了其在井下的应用。
现在，人们对无卤阻燃剂的研究程度加深，但是无卤阻燃剂的缺陷无法避免，添加量大，容易使材料的力学性能变差等。
卤系阻燃剂添加量小弥补了这一缺陷，为了克服或减小卤系阻燃剂烟大，有毒的缺点，我们尝试添加协效剂与卤系阻燃剂协效。
1 文献综述1.1 阻燃剂的发展概况及趋势随着科学技术的进步发展，人们生活水平的提高，化学建材塑料加工品及有机高分子聚合材料越来越广泛地用于建筑、交通、电器、通讯等领域。
由于这些材料固有的易燃性，由此而带来的火灾隐患己成为全球关注问题，尤其是电子、电气工业中所用的塑料制品和电缆料等，有的是在高压、发热、放电等条件下工作，容易燃烧引起火灾，因此阻燃问题越来越受到世界各国的重视。
运用阻燃剂提高塑料及有机高分子聚合材料的燃点温度是降低可燃性的有效措施。
现阶段主要是通过降低其易燃性，减缓其燃烧速度的方法来解决问题，这就是阻燃剂的功能。
世界各主要国家都制定了严格的阻燃剂标准和法规，最近十几年来，阻燃剂取得了长足的进展。
随着化学合成技术及科学研究方法的发展，阻燃剂品种日益增多，人们对阻燃剂性质的认识也越来越深入，围绕三大合成材料而进行的阻燃技术研究日益广泛和深入，逐渐形成了包括阻燃剂的制备与性质、阻燃材料与阻燃处理技术、阻燃机理和阻燃环境效果评价等较完整的学科研究体系。
一些发达国家先后制定出各种具有法律效力的阻燃法规和评价材料燃烧性能的标准，为阻燃技术的发展创造了极为有利的条件。
1954年，美国制定了编号为AATCCSTM．33的“织物纤维的燃烧试验”法。
1966年，Fenimore和Martin根据材料在不同氧浓度中的燃烧情况，反复测定了使材料持续燃烧所需的最低氧浓度，得到了很好的重复性，提出了“氧指数(LOI)”的概念，从而使得阻燃材料的燃烧性能有了科学的定量手段，对现代阻燃科学技术产生了深远的影响，并得到十分广泛的运用。
随着现代科技的发展，许多先进的分析测试仪器和处理方法等被应用于阻燃研究，如傅立叶变换红外光谱仪，热分析技术，X线光电子能谱(xPs)，锥形量热仪(Cone Calorimeter)等，成为阻燃科学理论研究的有效手段。
按组成分，阻燃剂可分为无卤阻燃剂和有卤阻燃剂两类。
目前世界上有卤阻燃剂用量仍然最多，1998年约为500kT，其中溴系阻燃剂是用量最大的有机阻燃剂之一，约占阻燃剂总用量的23％。
与无卤阻燃剂相比，有卤阻燃剂的分解温度与各种高聚物的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻与气相及凝聚相同时起到阻燃作用，添加量小阻燃效果好，不会降低聚合物材料的阻燃性能和力学性能、电性能等，而且与聚合物相溶性好，易于添加。
目前，人们把阻燃的研究重点都集中在了无卤阻燃上，但是无卤阻燃剂的效果远不如卤系阻燃剂，要达到同样的阻燃效果所需的添加量会很大，这就会带来一些的新问题，如力学性能恶化、材料流动性变差等。
在这种情况下，采用协效阻燃这种新型技术路线逐渐成为近年来的研究热点。
1.2 烯烃的燃烧机理决大多数塑料都是可燃的，这些可燃塑料在受热后，首先进行水分蒸发或熔融，然后降解或裂解，产生挥发性的可燃气体，并同时生成炭化残渣或焦油状物，这些残渣或焦油状物能吸收热量，进一步促进聚合物的裂解。
当塑料表面升至一定的温度后，挥发性可燃气体便自发地或由火焰引起燃烧，前一种情况称为自燃，后一种情况称为骤燃。
PE在受热时其热裂解产物为烯烃、石蜡、脂环碳氢化合物。
烃类的燃烧一般可认为是下列自由基的链反应：RI-I+O2→CO十H2ORH_H·+R·+O2→RCHO·+HO·HO·十CO→H·．+CO2HO·+O2→HO·+O·RO2·+RH→ROOH+R·反应开始后，如果塑料分解的速度不能提供燃烧所需的挥发性气体，火焰就会自行熄灭，这样的塑料属于“自熄性”塑料。
HDPE不属于此类塑料。
另一个燃烧所必需的条件是氧的供给。
易燃的塑料即使是在较低的氧浓度下也能燃烧。
目前，国际通用的一种测定塑料燃烧性能的极限氧指数法就是根据这个现象来制定的。
所谓极限氧指数(LOI)是指在氮气和氧气的混合气体中时一定规格的试样燃烧的最低氧浓度。
1.3 阻燃机理燃烧的三要素：氧气、燃料和热度，缺其一燃烧便不能发生。
阻燃剂的作用机理就是在发生燃烧时抑制一种或几种燃烧要素的发生，达到阻止或减缓燃烧的目的。
1.3.1 隔离膜机理在高温下，有的阻燃剂可以在聚合物表面形成一层隔离膜，隔绝了空气，从而起到阻止热传递、降低可燃性气体释放量和隔绝氧的作用，从而达到阻燃的目的。
阻燃剂形成隔离膜的方式有两种：一是利用阻燃剂热降解产物促进聚合物表面迅速脱水碳化，进而形成碳化层。
由于单质碳不产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，因此具有阻燃保护效果。
含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用就是通过这种方式实现的；二是某些阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质，包覆在聚合物表面，这种致密的保护层起到了隔离膜的作用。
硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。
1.3.2 自由基捕获机理在聚合物燃烧过程中，大量生成的自由基促进气相燃烧反应，如能设法捕获并消灭这些自由基，切断自由基链反应，就可以控制燃烧，进而达到阻燃的目的。
卤系阻燃剂的阻燃机理就属于此类。
1.3.3 冷却机理阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其它吸热反应，降低聚合物表面和燃烧区域的温度，防止热降解，进而减少了可燃性气体的挥发量，最终破坏维持聚合物持续燃烧的条件，达到阻燃目的。
1.3.4 协同作用机理将现有的好的阻燃剂进行复配，使各种作用机理共同发挥作用，达到降低阻燃剂用量并起到更好的阻燃效果。
1.4 聚乙烯的复合阻燃体系添加阻燃剂和某些阻燃材料是目前对聚乙烯的主要阻燃方法。
向聚乙烯塑料中添加单一阻燃剂往往不能获得理想的阻燃性能和综合效果，而复合阻燃体系是弥补这些不足的很好选择，在聚乙烯阻燃中占有重要的地位。
一般来说，复合阻燃体系主要是根据不同阻燃剂间的协同作用，对不同类型阻燃剂进行复配优化组合以提高阻燃效率，达到预期的阻燃要求并获得综合性能优异的材料的体系。
为使阻燃剂改性增效、降低成本而与其他助剂配合的阻燃体系也属于复合阻燃体系。
主要包括：卤-锑复合阻燃体系、磷-氮复合阻燃体系、填料型复合阻燃体系、膨胀型阻燃体系及其他复合阻燃体系等。
1.4.1 卤-锑复合阻燃体系该阻燃体系是由卤系阻燃剂并用锑氧化物（主要是Sb2O3)组成的复合体系。
卤系阻燃剂以其添加量少，阻燃效果显著而仍在聚乙烯阻燃领域占据重要地位。
通常所说的卤系阻燃剂即含溴、氯阻燃剂。
卤系阻燃剂分解释放出的HX能够捕捉材料降解产生的自由基·H、·OH，从而延缓或终止燃烧的链式反应，同时HX是一种难燃气体，且密度比空气大，可覆盖在材料表面，降低可燃性气体浓度，从而抑制材料的燃烧。
含溴阻燃剂由于能在一个比较窄的范围内分解产生HBr，因而阻燃效果较好，应用极为广泛。
三氧化二锑在卤-锑复合阻燃体系中起阻燃增效的作用，能循环参加有关反应。
卤-锑复合阻燃体系的阻燃机理是，在高温下，Sb2O3能与卤化氢(HX)生成三卤化锑(SbX3)或卤氧化锑(SbOX)，SbX 蒸气的密度比较大，能长时间停留在燃烧区，具有稀释和覆盖作用，并且SbX 可在一个较宽的温度范围(245℃～565℃），有效地捕捉材料燃烧时产生的自由基。
而SbOX又可在很宽的温度范围内继续分解为三卤化锑，其分解为吸热反应，可有效降低阻燃物的温度，减缓甚至终止热分解。
现在多用有机溴化物和Sb2O3组成复合阻燃体系对PE阻燃。
J．p．Yan 等研究了六溴环十二烷和Sb2O3的并用体系对PE的阻燃影响。
他们通过氧指数测定方法验证了Sb 是六溴环十二烷的阻燃增效剂。
左建东等也研究了新型阻燃剂十溴二苯乙烷（DBDPE）与Sb2O3的复配对PE性能的影响。
结果表明DBDPE与Sb2O3复合对PE有良好的协同阻燃作用；材料的耐热性提高。
鲍治宇等除了验证含溴阻燃剂与Sb2O3具有阻燃协同作用外，还发现Br与Sb的摩尔比为3：1时阻燃效果更好，氧指数可达27。
卤一锑复合阻燃体系中卤锑比例不同会有不同的阻燃级别。
欧育湘等人就研究发现：在100份LDPE中，加入6份溴阻燃剂十溴二苯醚、十四溴二苯氧基苯和2份Sb2O3，阻燃级别就可达UL94V-2。
在100份交联 LDPE中加入20份溴阻燃剂和10份Sb2O3，阻燃级别可达UL94V-0。
这种体系阻燃的PE材料燃烧时会产生大量烟雾、腐蚀性气体和有毒气体，不仅妨碍救援工作而且腐蚀仪器设备，会造成所谓“二次灾害”，因此其应用受到诸多限制。
1.4.2 磷-氮复合阻燃体系该体系是无卤复合阻燃体系，具有安全、抑烟、无毒、价廉等优点，是由磷系阻燃剂与含氮阻燃剂组成的体系，在聚乙烯阻燃中具有重要地位。
磷系阻燃剂主要有磷酸酯类、多磷酸盐、红磷等品种，它们主要在凝聚相起阻燃作用，对含氧聚合物阻燃效果明显。
含磷阻燃剂因其热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性毒气、效果持久、毒性低等优点而得到了广泛的应用。
磷系阻燃剂在材料燃烧时生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，它们能使聚合物炭化形成炭膜。
另外聚偏磷酸呈粘稠状液态膜覆盖于固体可燃物表面，这种固态和液态膜既能阻止自由基逸出，又能隔绝空气，从而起到阻燃作用。
红磷在400～500℃下解聚成白磷，后者再在水气存在下被氧化为黏性的磷的含氧酸，这类酸可覆盖于阻燃高聚物表面，又可使其表面加速脱水炭化，形成的液膜和炭层可将氧与可燃性挥发物、热与内部的高聚物基质隔开，减弱或中断燃烧。
与普通的阻燃剂相比，红磷发烟量小，低毒，应用范围广。
