阻燃材料的綠色化探索

任姝

（山西省太原市公安消防支隊(duì)，山西 太原 030000）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們生活水平也得到提高，各種各樣的高分子材料運(yùn)用到生活和生產(chǎn)中。記得有這樣的一句諺語“致富千日功，火燒當(dāng)日窮”，這句話很好的體現(xiàn)出了火災(zāi)的危害性。由于高分子材料耐火性差而引起的火災(zāi)越來越多，所以，當(dāng)前對(duì)有機(jī)高分子材料進(jìn)行阻燃處理的工作十分嚴(yán)峻和重要。

一、阻燃材料綠色化的重要性

（一）當(dāng)前阻燃材料缺陷多

隨著生活水平的提高，環(huán)境友好產(chǎn)品受到人們的親睞，成為人們追求的目標(biāo)。各種無鹵、鹵系的阻燃劑的應(yīng)用以及綠色環(huán)保阻燃劑的研究成為最活躍的研究領(lǐng)域。由于我國阻燃劑存在水平低、效能低的問題，甚至一些新開發(fā)的無鹵阻燃劑的總體水平更低且缺陷多，所以很難適合中高檔產(chǎn)品的使用。

（二）對(duì)于環(huán)境保護(hù)和人身財(cái)產(chǎn)安全意義重大

當(dāng)前，綠色化學(xué)掀起了一場產(chǎn)業(yè)革命，并迅速在全球興起，阻燃材料綠色化的時(shí)代也將來臨。人們?nèi)粘Ｉ钏栌闷反蠖嗍怯镁酆衔镒龀傻模沁@些聚合物易燃，容易造成火災(zāi)事故。而在火災(zāi)中產(chǎn)生的煙和有毒氣體不利于救援工作的進(jìn)行，從而增加了人員傷亡，造成了更多的財(cái)產(chǎn)損失。更重要的是，有毒氣體和濃煙排放到空氣中造成了空氣污染等環(huán)境問題。阻燃劑是從減少材料著火機(jī)會(huì)和減慢火焰蔓延速度兩個(gè)方面來防止或減少火災(zāi)發(fā)生的。阻燃材料的使用和綠色化對(duì)于人們的人身、財(cái)產(chǎn)安全和環(huán)境的保護(hù)有著很重要的意義。

二、阻燃材料的現(xiàn)狀和探索

目前阻燃劑的種類繁雜，可分為以下幾類：

（一）鹵系阻燃劑

鹵系阻燃劑有著添加量少、阻燃效果顯著的優(yōu)點(diǎn)，使其在阻燃材料領(lǐng)域中占有重要地位，成為當(dāng)前世界上產(chǎn)量最大的阻燃劑之一。鹵系阻燃劑的產(chǎn)品主要有：四溴鄰苯二甲酚酐、四溴雙酚A、五溴甲苯和十溴二苯醚等等。雖然有著很大優(yōu)點(diǎn)且應(yīng)用廣，但是鹵系阻燃劑存在一個(gè)致命的問題。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，阻燃劑里起主要阻燃作用的氣體是有毒、有腐蝕性的，這就給施救人員造成了妨礙，甚至?xí)斐伞岸蝹Α薄Ｋ?，鹵系阻燃劑會(huì)被逐漸淘汰，阻燃劑的發(fā)展和研究會(huì)朝著清潔、綠色、環(huán)保的方向發(fā)展。

（二）無鹵阻燃劑

1 磷系阻燃劑

磷系阻燃劑受熱分解，生成一種聚偏磷酸的物質(zhì)，此物質(zhì)穩(wěn)定性強(qiáng)，易在表面形成隔離層。同鹵系阻燃劑一樣，磷系阻燃劑有著用量少、阻燃效果好、對(duì)環(huán)境污染少的優(yōu)點(diǎn)，也得到了廣泛應(yīng)用。磷系阻燃劑的缺點(diǎn)就是其中的主要物質(zhì)紅磷易吸濕，從而產(chǎn)生有毒氣體。除此之外，還有易水解、煙量大、穩(wěn)定性差的缺陷。隨著阻燃材料綠色化的探索和研究，要逐漸把磷系阻燃劑從單磷類向雙聚或多聚類阻燃劑發(fā)展。

2 金屬氫氧化物阻燃劑

金屬氫氧化物阻燃劑被稱為無公害阻燃劑，具有無毒、煙量小、腐蝕小、熱穩(wěn)定性好和價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。主要品種有氫氧化鋁和氫氧化鎂。金屬氫氧化物的工作原理是這樣的，他們把燃燒區(qū)域的溫度降到燃點(diǎn)以下，使燃燒物自動(dòng)熄滅，過程中產(chǎn)生熔點(diǎn)高的的氧化物，使其能很好的阻擋熱傳導(dǎo)，起到阻燃劑的作用。

（三）綠色、環(huán)保阻燃劑

1 膨脹型阻燃劑

膨脹型阻燃劑屬于綠色、環(huán)保的阻燃劑，以磷、碳、氮為主要成分。膨脹型阻燃技術(shù)已十分成熟，并成為當(dāng)前最活躍、最重視的研究領(lǐng)域之一。其工作原理是這樣的，在高溫下，產(chǎn)生一種無機(jī)酸，和多元醇產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)之后脫水碳化，形成的水蒸氣和不燃燒的氣體膨脹，使炭層也隨之膨脹，最后形成一層結(jié)實(shí)的泡沫層。這個(gè)泡沫層有許多細(xì)小的微孔，附著在著火的表面，有效的抵擋了氧氣的進(jìn)入，從而達(dá)到阻燃的目的。

2 有機(jī)硅阻燃劑

有機(jī)硅阻燃劑也是一種新型的、剛開發(fā)的無鹵阻燃劑。具有高效、低煙、低毒的特點(diǎn)。它不僅是一種阻燃劑，還是一種成炭型抑煙劑。有機(jī)硅是一種特殊的材質(zhì)，它不但能很好的阻燃抑煙，還能提高材料的強(qiáng)度、改善材料的性能。作為一種新型的綠色的阻燃劑，有機(jī)硅阻燃劑有著良好的發(fā)展前途。

3 納米阻燃劑

何謂納米復(fù)合材料？納米復(fù)合材料就是在納米尺寸或分子水平的標(biāo)準(zhǔn)下，把材料中的一個(gè)或多個(gè)組分均勻的分散在另一組分的基體里。納米無機(jī)阻燃劑是環(huán)保新型阻燃劑的代表，以無鹵、無毒、低煙的優(yōu)點(diǎn)所為人知。納米無機(jī)阻燃劑的使用很靈活，既能單獨(dú)使用，添加到聚物材料中去，也可以和傳統(tǒng)的阻燃材料一起配合使用。另外，因?yàn)閷?duì)材料的力學(xué)、物理性能影響較小，而且添加量少，使納米阻燃劑成為新型綠色環(huán)保阻燃劑的領(lǐng)頭者。

三、阻燃材料綠色化發(fā)展的展望

（一）發(fā)展新型環(huán)保的產(chǎn)品

雖然鹵系阻燃材料優(yōu)點(diǎn)多多，但是毒性太大，會(huì)造成很多環(huán)境問題，最終會(huì)被綠色環(huán)保的新型產(chǎn)品所代替。我們要開發(fā)研究新型環(huán)保阻燃材料產(chǎn)品，像納米材料、成炭型材料和促進(jìn)成炭型阻燃材料等等，都是我們開發(fā)研究的重點(diǎn)對(duì)象。

（二）生產(chǎn)過程使用無毒無害的原料、催化劑和綠色工藝

在生產(chǎn)阻燃劑的過程中多使用無毒無害的原料、催化劑或者綠色工藝等等。比如，在制作膨脹型阻燃劑時(shí)，可以不用通過復(fù)雜的工序，而是通過化學(xué)反應(yīng)形成單一的化合物；在制作納米復(fù)合材料的時(shí)候，工序要保持簡潔，清潔工藝是個(gè)不錯(cuò)的選擇，像水熱法。

（三）建立完善與綠色阻燃材料相關(guān)的法律法規(guī)

應(yīng)該建立健全有關(guān)綠色阻燃材料相關(guān)的法律法規(guī)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，比如高聚物材料燃燒時(shí)煙的釋放標(biāo)準(zhǔn)和毒氣的釋放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于各種有毒氣體的密度和成分含量的測定也要完善。同時(shí)，也要建立完善環(huán)境保護(hù)、標(biāo)志制度，這也是完善措施中的一部分。

結(jié)語

面對(duì)當(dāng)前阻燃劑中存在的種種問題以及造成的環(huán)境問題，我們要大力開展阻燃材料綠色化的探索，研究出無污染、煙量小、低毒的綠色化阻燃材料，從而減少環(huán)境污染，促進(jìn)綠色化阻燃材料的發(fā)展。

[1]謝興華，馮道全，何丕文.阻燃材料的綠色化初探[J].淮南工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（02）：54-56.

[2]宋磊.阻燃材料工業(yè)中的綠色化學(xué)與技術(shù)[J].高分子材料科學(xué)與工程，2002（01）：17-21.