阻燃剂的阻燃机理
本文介绍阻燃剂的阻燃机理。要研究阻燃剂的阻燃机理，必须首先了解高聚物燃烧机理。
（一）燃烧机理
有机高聚物的燃烧，实质是热分解的过程伴随着发光、发热和氧的化学反应。可燃性物质、氧气和能量是其三要素。燃烧的总反应可简单表示为：
有机高聚物＋O2→CO＋CO2＋H2O＋光＋热
一些基元反应如下：
1．在O2作用下，大分子链中较弱的键首先发生断裂，产生自由基：
～CH＋O2→C·＋HOO·
2．在高聚物内部无氧区，大分子链吸收外界热量，发生断裂，产生自由基和双自由基：
△
～C—C～→2～C·
△
～C—C·→～C·＋·C—C·
3．在自由基作用下，继而发生一系列连锁反应：
～C·＋O2→～COO·——①
～CH＋HOO·→～C·＋H2O2——②
H2O2→2HO·——③
RCH3＋HO·→RCH2·＋H2O——④
RCH2·＋O2→RCHO＋HO·——⑤
HO·＋H2→H·H2O——⑥
H·＋O2→HO·＋·O·——⑦
·O·＋H2→HO·＋H·——⑧
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以上自由基反应延续下去，导致大分子解聚①—⑧式反应产生的HO·和·O·等自由基活性很高，是发展燃烧的关键。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯产品物理信息
外观:纯净的阻燃剂TCEP为无色或淡黄色油状透明液体,具有淡奶油味。
折光率(n20D)1.4731
沸点194℃,闪点225℃
凝固点-64℃
分解温度240-280℃
粘度38-47厘泊(20℃)
磷含量10.8%
氯含量37.3%,与一般有机溶剂(如醇、酮、芳烃、氯仿等)相溶,不溶于脂肪族烃,几乎不溶于水、且水解稳定性良好,在碱性溶液中有少量分解,本品无明显腐蚀性。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯用途:
1.阻燃剂TCEP具有极佳的阻燃性,优良的抗低温性及抗紫外线性,其蒸气只能在225℃以上用明火直接点燃方可燃烧,但移走火源则即刻自熄。以本品为阻燃剂不但可提高被阻燃材料的材料级别,而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗静电性。常用于阻燃以硝基纤维和醋酸纤维为基材的油漆涂料,不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛树脂等,也可用于软质聚氯乙烯的增塑阻燃剂。本品用于不饱和聚酯添加量为10%～20%,在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚为原料)中可为10%左右,在软质聚氯乙烯中用作辅助增塑阻燃剂时为5%～10%。阻燃剂、铀、钍、钚、锝等稀有金属的分离溶剂或萃取剂。
2.本品广泛用于化纤织物、醋酸纤维素作阻燃剂,除具有自熄性外,还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性。一般用量5～10份。本品为合成材料的优良阻燃剂,兼具有良好的增型作用,广泛用于醋酸纤维素、硝基纤维清漆、乙基纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等,所制得的产品除具有自熄性外,还可改善制品的物理性能,制品手感柔软,也可称为石油添加剂和稀有元素的萃取剂,并且还是阻燃橡胶输送带的主要阻燃材料,一般添加量为5%～10%。
3.用作添加型卤代磷酸酯类阻燃剂和增塑剂。分子中同时含磷和氯,阻燃效果显著,不易挥发及水解,对紫外线稳定性好。适用于酚醛树脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纤维素涂料的阻燃剂、聚氯乙烯阻燃性增塑剂、金属萃取剂、汽油添加剂及聚酰亚胺加工助剂等。能够改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗静电性。参考用量5%～20%.
（二）阻燃剂的阻燃机理
根据上面的燃烧机理，可以知道通过吸收热能、降低燃烧体的温度，除去能量；隔断空气；供给CO2等惰性气体，使气体的组成改变，离开燃烧极限；捕获活性自由基等办法，使热分解反应终止。
1．气相阻燃机理
气相阻燃就是阻燃剂通过转化为气相物质，发挥其阻燃作用。
（1）捕获自由基
阻燃剂受热后，分解产生气相物质，这些物质能捕获高聚热分解产生的自由基，使热分解反应得到有效控制，从而达到阻燃、灭火的目的。
以卤系阻燃剂为例，卤化物受热产生的卤化氢能捕获到活性的HO·、·O·自由基。通过自由基交换，产生活性较小的自由基：
RX＋H·→HX＋R·
HX＋HO·→H2O＋X·
HX＋·O·→HO·＋X·
（2）“稀释”效应
阻燃剂在高温分解出一种难燃气体（如HX、H2O等），将燃烧体笼罩，“稀释”了周围可燃性气体的浓度，同时吸收大量燃烧热，降低了温度，使燃烧得到控制。
如无机阻燃剂Al（OH）3的阻燃机理：
△
Al（OH）3→Al2O3＋3H2O－71．6（Kcal）
卤系阻燃剂也能分解出比重较大的不燃气体，产生覆盖作用，而隔绝或稀释了空气（同CO2、N2等灭火相类似），不同卤素灭火效力与它们本身的原子量成正比，即：F：Cl：Br：I＝1·0：1．9：4．2：6．7按照等重量溴、氯相比，有机溴化物的阻燃效力约为氯化物的两倍。这些事实正是卤系阻燃剂灭火理论的有力证据。
2．凝相阻燃机理
凝相阻燃就是阻燃剂以凝聚相形态，发挥其阻燃作用。可分成膜阻燃和壁面阻燃效应两种。
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