提升阻燃效果的6种方法

阻燃剂是一类能够阻止塑料引燃或抑制火焰传播的助剂。以下6种方法可提升阻燃效果。

一、表面改性

无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性，同非极性聚合物材料相容性差、界面难以形成良好的结合。为改善其与聚合物间的粘接力和界面亲和性，采用偶联剂对其进行表面处理是最为有效的方法之一。常用的偶联剂是硅烷和钛酸酯类。如经硅烷处理后的氢氧化铝（ATH）阻燃效果好，能有效地提高聚酯的弯曲强度和环氧树脂的拉伸强度；经乙烯-硅烷处理的ATH可用于提高交联乙烯-醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐热性和抗湿性。

钛酸酯类偶联剂和硅烷偶联剂可以并用，能产生协同效应。经过表面改性处理后的ATH表面活性得到了提高，增强了与树脂之间的亲和力，改善了制品的物理机械性能，增加了树脂的加工流动性，降低了ATH表面的吸湿率，提高了阻燃制品的各种电气性能，并将阻燃效果由V-1级提高到 V-0级。

二、超细化

无机阻燃剂具有稳定性高、不易挥发、烟气毒性低、成本低等优点，越来越受到人们的青睐。但其与合成材料的相容性较差，添加量大，使得材料的力学性能和耐热性能都有所降低。因此，对无机阻燃剂进行超细化改性，增强其与合成材料的相容性，降低其用量成为无机阻燃剂的发展趋势之一。

比如，ATH的超细化、纳米化是提升其阻燃效果的主要研究开发方向。ATH的大量添加会降低材料的机械性能，而通过对ATH微细化后再进行填充，反而会起到刚性粒子增塑、增强的效果，特别是纳米级材料。由于阻燃作用的发挥是由化学反应所支配的，而等量的阻燃剂其粒径愈小，比表面积就愈大，阻燃效果就愈好，超细化也是从亲和性方面考虑的。正是由于ATH与聚合物的极性不同，才导致了其阻燃型复合材料物理机械性能下降。而超细纳米化的ATH增强了界面的相互作用，可均匀地分散在基体树脂中，更有效地改善了共混料的力学性能。

三、复配协同

在实际生产应用中，单一的阻燃剂总存在这样或那样的缺陷，而且使用单一的阻燃剂很难满足越来越高的要求。阻燃剂的复配技术就是在磷系、卤系、氮系和无机阻燃剂之间，或某类内部进行复合化，寻求最佳的经济和社会效益。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，达到降低阻燃剂的用量，提高材料阻燃性能、加工性能及物理机械性能等目的。

四、交联

交联高聚物的阻燃性能比线型高聚物好得多。在热塑性塑料加工时添加少量交联剂，能使塑料变成部分网状结构，可改善阻燃剂的分散性，有利于塑料燃烧时产生成炭作用，提高阻燃性能，并能提高制品的机械、耐热等性能。

五、微胶囊化

将微胶囊化应用于阻燃剂是近年来发展起来的一项新技术。微胶囊化的实质是把阻燃剂粉碎分散成微粒，用有机物或无机物进行包囊，形成微胶囊阻燃剂，或以表面很大的无机物为载体，将阻燃剂吸附在这些无机物载体的空隙中，形成蜂窝式微胶囊阻燃剂。阻燃剂的微胶囊化有以下优点：可改善阻燃剂的稳定性；可改善阻燃剂与树脂的相容性，使材料的物理机械性能降低的现象得以改善；可大大改善阻燃剂的多种性能，扩大其应用范围。

六、纳米阻燃

有些纳米材料具有阻止燃烧的功能，将它们作为阻燃剂加入到可燃材料中，利用其特殊的尺寸和结构效应，可以改变可燃材料的燃烧性能，使之成为具有防火性能的材料。利用纳米技术可以改变阻燃机理，提高阻燃性能。由于纳米粒子的颗粒尺寸很小，比表面积很大，它所表现的表面效应、体积效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特征，为设计和制备高性能、多功能新材料提供了新的思路和途径。

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