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塑料中的高效阻燃剂——反应型阻燃剂

为提高塑料制品的防火性,满足材料实际运用中的使用安全性,阻燃剂已成为塑料改性中不可或缺的助剂。随着塑料产业的不断发展,针对塑料阻燃产品的要求也越来越苛刻,这一现状也推动了阻燃剂的不断发展与创新。按照作用方式的不同,阻燃剂可分为添加型和反应型。其中,添加型阻燃剂经济方便,较为常用,当然其存在诸多缺点,如其添加量较大,阻燃剂和聚合物相容性差,热加工条件下易损失,且对材料性能存在负面影响。反应型阻燃剂可与单体形成共聚物或对高分子进行接枝反应获得高分子阻燃剂,阻燃性持久且不损害材料的综合性能,该类阻燃剂已成为未来阻燃剂发展的重要方向。

 

与添加型阻燃剂相比,反应型阻燃剂的分子结构中存在与相应聚合物官能团或聚合物单体作用的反应官能团,这样阻燃剂就可嫁接或嵌入到聚合物的分子中(如下图所示)。与添加型阻燃剂相同,反应型阻燃剂可分为卤系反应型阻燃剂和无卤类反应型阻燃剂两大类。

 

 

(a)添加型阻燃剂

 

(b)反应型阻燃剂

 

 

按照反应官能团的不同,卤系反应型阻燃剂又可分为不饱和类卤系阻燃剂、缩聚型卤系阻燃剂及环氧类卤系阻燃剂等。

 

 

表1 卤系反应型阻燃剂分类

 

无卤类的包括磷系反应型阻燃剂、氮系及磷氮协效反应型阻燃剂、硅系反应型阻燃剂等。

 

表2无卤反应型阻燃剂

 

目前,反应型阻燃剂仍处在发展阶段,运用也比较局限。随着市场对阻燃材料要求的不断变化,反应型阻燃剂必涌现出更多新的品种。由于反应型阻燃剂具有高效、低用量、与材料相容性好,对材料原有的热学性质和机械力学性能等影响小等优点,反应型阻燃剂在阻燃领域的地位将不断提高,在高分子材料阻燃领域的应用也将越来越广。追求高效、低毒、用量少、性能持久、与材料相容性好、对材料物理机械性能影响较少、应用范围广、价廉的反应型阻燃剂,将成为未来应用于阻燃塑料的一大重要发展方向。