由于C—Br键的键能较低,大部分溴系阻燃剂在200-300℃下会分解,此温度范围恰好也是聚丙烯的分解温度范围,以是在聚丙烯受热分解时,溴系阻燃剂也开始进行分解,并能捕捉聚丙烯降解反应天生的自由基,从而延缓或终止燃烧的链反应。溴系阻燃剂分解时会同时开释出HBr,这是一种难燃气体,这种气体密度大,可以覆盖在材料的表面,起到阻隔表面可燃气体的浸染,也能抑制材料的燃烧。这类阻燃剂还能与其他一些化合物(如三氧化二锑)复配利用,通过协同效应使阻燃效果明显得到提高。溴系阻燃剂在聚丙烯阻燃运用上具有主要地位,紧张产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。溴系阻燃剂的紧张缺陷是降落被阻燃基材的抗紫外线稳定性,燃烧时天生较多的烟、堕落性气体和有毒气体,使其运用受到了一定限定。
磷-氮系阻燃剂磷-氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂,含有这类阻燃剂的高聚物受热时,表面能够天生一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的浸染,并防止产生熔滴征象,故具有良好的阻燃性能。膨胀型阻燃体系一样平常由三个部分组成:酸源(脱水剂),碳源(成碳剂)和气源(氮源、发泡源)。膨胀型阻燃剂紧张通过形成多孔泡沫碳层在凝聚相起阻燃浸染。磷一氮系阻燃剂具有无卤、低烟、低毒的优点。
磷系阻燃剂
磷系阻燃剂之以是能起到阻燃浸染紧张在于其能匆匆使高聚物初期分解时的脱水炭化。这一脱水炭化步骤必须依赖高聚物本身的含氧基团,对付本身构造具有含氧基团的高聚物,它们的阻燃效果会好些。对付聚丙烯来讲,由于本身的分子构造没有含氧的基团,单独利用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳,但是如果与氢氧化铝和氢氧化镁等复配即可产生协同效应,从而得到良好的阻燃效果。

常用的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。它可使阻燃剂实现无卤化,其增塑功能可使塑料成型时流动加工性变好,可抑制燃烧后的残余物。其紧张优点是效率较高;对光稳定性或光稳定剂浸染的影响较小;加工和燃烧中堕落性小;有阻碍复燃的浸染;极少或不增加阻燃材料的质量;产生的毒性气体和堕落性气体比卤系阻燃剂少。但大多数磷酸酯类阻燃剂也存在着一些缺陷,如耐热性差、挥发性大、相容性不理想,而且在燃烧时有滴落物产生等。
含磷无机阻燃剂最紧张的产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。随着无卤阻燃剂材料用量的增加,红磷阻燃剂用量也在增加。红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发、不产生堕落性气体、效果持久、毒性低等优点而得到广泛的运用。
氢氧化铝氢氧化铝(简称ATH)在200-300℃之间分解,吸热量为1 967.8 J/g,是集阻燃、抑烟、添补三大功能于一身的阻燃剂。它具有无毒、无堕落、稳定性好、不挥发、高温下不产生有毒气体的优点,且价格低廉、来源广泛。但作为阻燃剂,它也有添补量大,添补后材料力学性能低落、加工性变差的缺陷。氢氧化铝开始分解的温度正处于聚丙烯从凝相变为液相过程中,故可抑制聚丙烯材料早期温度的上升。当氢氧化铝添加质量分数为40%时,可显著减缓材料的热分解速率,具有阻燃及降落发烟量的效果。
氢氧化镁氢氧化镁在340-490℃之间分解,吸热量为782.9 J/g,热稳定性好,具有良好的阻燃及消烟效果,特殊适宜于加工温度较高的聚丙烯材料。氢氧化镁用于聚丙烯时(添加量大于50%)具有良好的阻燃效果,优于氢氧化铝。在相同的添补量下,不同的氢氧化铝、氢氧化镁配比其阻燃效果差别不明显,但两种复合利用比单独利用效果要好,由于虽都是脱水反应,但在分解温度和吸热量上有差别。氢氧化镁需在更高的温度下才脱水,并同时有炭化效果。而氢氧化镁的吸热量相对小些,因其抑制材料温度上升的效果不如氢氧化铝,两者复合利用则能相互补充,其阻燃性能比单独利用效果要好。但氢氧化镁也有耐酸性差、分散性及相容性差的等缺陷,需开拓相容性好的新品种。