提高聚合物耐燃性的有效方法

由聚合物的燃烧过程可知，材料燃烧必须具备三个条件：①可燃物存在；②氧气的供给；③温度的保持。材料的阻燃就是控制上述条件中的任意一个或多个，促使燃烧的停止。

虽然通过化学改性可以降低聚合物的可燃性，对电缆工业而言，具有实用意义还是要添加阻燃剂。阻燃剂之所以具有阻燃作用，是因其在材料的燃烧过程中，能改变其物理或化学的变化模式，从而抑制或降低其氧化反应速度。阻燃剂的这种特性称为阻燃效应。不同的阻燃剂的阻燃效应不同，使用时须给予充分发挥，阻燃剂阻燃效应如下：

1.吸热效应

吸收热量使高聚物材料温度上升困难。如AL（OH）3、Mg（OH）2吸热脱去水，同时继续吸热生成的水蒸气，还可以稀释可燃气体。

2AL（OH）3→AL₂O₃+3H₂O+热量 AL（OH）3吸热量：1.97kJ/g

2.覆盖效应

在较高的温度下生成覆盖层，使材料与空气隔绝。例如锑系阻燃剂用于含卤材料，或与含卤阻燃剂共用，燃烧时生成卤化锑和水：

Sb₂O₃+6HCL→2SbCL₃+3H₂O

卤化锑因密度大覆盖于材料表面。另外，卤系、磷系等阻燃剂能促进有机化合物炭化而生成炭化层；含硼、含硅阻燃剂可促进材料表面生成陶瓷膜，也起阻燃作用。

3.稀释反应

阻燃剂受热分解时生成大量的不燃气体，使材料因燃烧生成的可燃气体稀释而达不到可燃的浓度范围。能受热分解出Cl₂、NH₃、HCL和H₂O等不燃性气体的阻燃剂如碳酸钙、磷酸铵、卤系等阻燃剂以及各种含有结合水的无机阻燃剂。(www.xing528.com)

4.转移效应

改变材料热分解的模式，抑制可燃气体的产生。例如利用酸或碱使纤维素起脱水反应生成碳和水而不产生可燃性的炭化氢气体。另外如氯化铵、碳酸铵等阻燃剂也具有转移效应。

5.抑制效应

捕捉热分解过程中活性极大的羟基自由基，切断燃烧过程的连锁反应。例如含卤阻燃剂具有这种抑制效应：

结果活性小的R·取代了活性极大的HO·使燃烧的连锁反应减慢，同时卤化氢再生。

6.增强效应

有些阻燃剂单独使用效果不显著，但与合适材料并用时，则效果大大增加。例如三氧化二锑与含卤等阻燃剂并用，不但提高阻燃剂的效率，而且阻燃剂用量也减少。氢氧化铝和氢氧化镁并用也起增强效应，因其分解出的结晶水的温度不同，可以在不同阶段起吸热反应，从而抑制材料热分解。

值得说明的是，一种阻燃剂也可以通过多种阻燃效应起到阻燃目的。如含硼阻燃剂有吸热效应、稀释效应和覆盖效应。

因为发生火灾时，毒气和烟尘的产生也有很大危害性。所以高聚物除使用阻燃剂外，还有发烟抑制剂和有毒气体捕捉剂。

目前在电线电缆中，大量使用的是有机卤素阻燃剂，其中溴类阻燃剂产生热分解后的腐蚀性和毒性比其他卤类要小，且少量有机卤素阻燃剂就可以达到相同的阻燃效果，是优先选用的对象。但是无论如何，卤锑并用的结果不仅导致发烟量的增大，而且其产生的酸性气体的腐蚀性和毒性也不容忽视，为此欲制得低烟低酸的产品，必须采用消烟剂和抑制剂。