高分子材料阻燃技术应用及发展探析

高帆(广东 广州 510660)

前言：高分子材料在各领域产业的使用情况良好，目前，我国因高分子材料阻燃性能不高造成的火灾事故频繁，直接造成的经济损失巨大。所以现阶段，如何通过降低高分子材料的可燃性，增加其阻燃性能是消防工作顺利开展面临的巨大挑战。

一、高分子材料相关理论简述

1.燃烧机理

高分子材料受到热量影响，其化学性质会发生很大的改变，挥发分解出大量可燃性物质。同时，高分子材料在燃烧过程中极易受热分解，分解产物在气相和固相环境中快速分解。如果燃烧没有遵循热平衡原理，则高分子会随着产生热量与燃烧总热量的关系变化而发生性质改变。

2.阻燃原理

阻燃技术主要是针对高分子材料的燃烧机理研发出来的应用技术，高分子材料要想稳定燃烧，必须具备热稳定性、可燃性，能够将重质的气体或物质进行隔离。阻燃技术就是通过对材料进行冷却、稀释实现阻燃目的的。从化学角度讲，高分子材料的燃烧与阻燃过程非常复杂，其阻燃体系会同时兼顾多种材料化学性质。

二、高分子阻燃技术应用

1.阻燃剂

阻燃剂可以有效提高高分子材料的抗燃性，并且还能抑制火焰的传播速度，作为主要的燃烧阻剂，阻燃剂中的高分子结构有两大类，一种是反应型、一种是添加型。两种类型的高分子结构以其分子分散形式进行区分，具体内容如下：

(1)反应型

热塑性高分子与阻燃剂发生化学反应时，其分子结构的固热性会受到严重干扰，阻燃元素中磷系、氮系、锑系、铝-镁系、无机磷系等结构都会阻隔分子结构之间的热量传输。

(2)添加型

添加型阻燃剂主要利用催化剂对高分子阻燃结构进行热量转化处理，含溴、氯的阻燃剂是典型的添加阻燃剂，其阻燃效果要高于反应型阻燃剂。同时，由于阻燃剂在阻燃过程中会产生有毒气体，所以阻燃剂中还应增加相应的气体吸附能力，应用磷酸酯、有机盐、多元醇、磷氮化合物等物质提高阻燃剂的安全系数。

2.阻燃技术

在消防防火中，阻燃技术的应用水平最高，阻燃剂是阻燃技术有效落实的主要载体，由上文分析可知，阻燃剂的高分子结构组成和改变对其阻燃性能的影响很大，阻燃技术也是利用阻燃剂的化学功能对其分子结构进行改变的。所以阻燃技术必须在促进高分子材料脱水碳化的同时，不产生多余的有毒气体和可燃性气体。

(1)碳膜

由于阻燃剂在高温条件下比较容易分解，所以在对阻燃剂进行技术改革时，应围绕其分子结构的稳定性进行深入研究。阻燃剂与可燃材料发生化学反应会产生一层碳化膜，这个碳膜会阻隔材料与外界环境接触，并且还能够有效阻隔空气，提高阻燃剂的阻燃性能。

(2)无机阻燃技术

无机阻燃技术体现了阻燃剂的蓄热和导热功能，高分子材料在燃烧过程中，其分子结构会根据其蓄热和导热情况发生周期性变化，当蓄热和导热量过大时，其分子结构会被严重破坏，无机阻燃技术可以将多余的热量进行循环吸收，并同时加大阻燃剂的受热面积，以分解，吸收形式将热量转送到安全位置。其阻燃原理表现在阻燃剂受热产生大量具有吸热能力的水晶体，水晶体遇热蒸发会转化掉一大部分热量，高分子材料受热降低，其高分子结构的热分解速度也会大幅度降低。

三、阻燃技术应用发展展望

目前，我国消防部门对阻燃技术的研究力度正逐渐加大，其技术应用价值也在稳步上升。阻燃技术由传统的物理性质阻燃、到化学反应融合阻燃、再到无机阻燃，其发展过程复杂，相关改革性内容能够充分体现出高分子材料的结构变化。微胶囊技术、纳米技术、有机技术的阻燃功能性非常高，无论是在阻燃性能还是在阻燃效果上都具有显著疗效，复合型材料的应用为阻燃技术研究和发展提出了重要的改革发展方向，今后几年，阻燃技术必须以丰富阻燃形态、提高阻燃效能、减少阻燃环境污染为发展目的，进一步实现接枝和交联的分子材料功能化转变。

结论：通过上文对阻燃技术与阻燃剂进行系统分析可知，阻燃技术的发展增强了高分子材料的阻燃功能。阻燃技术的研发与阻燃剂的分类发展也标志着我国材料工程的组合结构会发生翻天覆地的变化。通过接枝共聚以提高聚合物的热稳定性及阻燃性多系凝聚相阻燃模式，即可以借助技术研究来实现，也可以通过改善聚合物的阻燃性来实现。

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