阻燃材料的綠色化探索

任姝

（山西省太原市公安消防支隊，山西 太原 030000）

隨著經濟的發展和科技的進步，人們生活水平也得到提高，各種各樣的高分子材料運用到生活和生產中。記得有這樣的一句諺語“致富千日功，火燒當日窮”，這句話很好的體現出了火災的危害性。由于高分子材料耐火性差而引起的火災越來越多，所以，當前對有機高分子材料進行阻燃處理的工作十分嚴峻和重要。

一、阻燃材料綠色化的重要性

（一）當前阻燃材料缺陷多

隨著生活水平的提高，環境友好產品受到人們的親睞，成為人們追求的目標。各種無鹵、鹵系的阻燃劑的應用以及綠色環保阻燃劑的研究成為最活躍的研究領域。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品的使用。

（二）對于環境保護和人身財產安全意義重大

當前，綠色化學掀起了一場產業革命，并迅速在全球興起，阻燃材料綠色化的時代也將來臨。人們日常生活所需用品大多是用聚合物做成的，但是這些聚合物易燃，容易造成火災事故。而在火災中產生的煙和有毒氣體不利于救援工作的進行，從而增加了人員傷亡，造成了更多的財產損失。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境問題。阻燃劑是從減少材料著火機會和減慢火焰蔓延速度兩個方面來防止或減少火災發生的。阻燃材料的使用和綠色化對于人們的人身、財產安全和環境的保護有著很重要的意義。

二、阻燃材料的現狀和探索

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、阻燃效果顯著的優點，使其在阻燃材料領域中占有重要地位，成為當前世界上產量最大的阻燃劑之一。鹵系阻燃劑的產品主要有：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。雖然有著很大優點且應用廣，但是鹵系阻燃劑存在一個致命的問題。當火災發生的時候，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，甚至會造成“二次傷害”。所以，鹵系阻燃劑會被逐漸淘汰，阻燃劑的發展和研究會朝著清潔、綠色、環保的方向發展。

（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，此物質穩定性強，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、對環境污染少的優點，也得到了廣泛應用。磷系阻燃劑的缺點就是其中的主要物質紅磷易吸濕，從而產生有毒氣體。除此之外，還有易水解、煙量大、穩定性差的缺陷。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、熱穩定性好和價格低的優點。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，他們把燃燒區域的溫度降到燃點以下，使燃燒物自動熄滅，過程中產生熔點高的的氧化物，使其能很好的阻擋熱傳導，起到阻燃劑的作用。

（三）綠色、環保阻燃劑

1 膨脹型阻燃劑

膨脹型阻燃劑屬于綠色、環保的阻燃劑，以磷、碳、氮為主要成分。膨脹型阻燃技術已十分成熟，并成為當前最活躍、最重視的研究領域之一。其工作原理是這樣的，在高溫下，產生一種無機酸，和多元醇產生化學反應之后脫水碳化，形成的水蒸氣和不燃燒的氣體膨脹，使炭層也隨之膨脹，最后形成一層結實的泡沫層。這個泡沫層有許多細小的微孔，附著在著火的表面，有效的抵擋了氧氣的進入，從而達到阻燃的目的。

2 有機硅阻燃劑

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

3 納米阻燃劑

何謂納米復合材料？納米復合材料就是在納米尺寸或分子水平的標準下，把材料中的一個或多個組分均勻的分散在另一組分的基體里。納米無機阻燃劑是環保新型阻燃劑的代表，以無鹵、無毒、低煙的優點所為人知。納米無機阻燃劑的使用很靈活，既能單獨使用，添加到聚物材料中去，也可以和傳統的阻燃材料一起配合使用。另外，因為對材料的力學、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保阻燃劑的領頭者。

三、阻燃材料綠色化發展的展望

（一）發展新型環保的產品

雖然鹵系阻燃材料優點多多，但是毒性太大，會造成很多環境問題，最終會被綠色環保的新型產品所代替。我們要開發研究新型環保阻燃材料產品，像納米材料、成炭型材料和促進成炭型阻燃材料等等，都是我們開發研究的重點對象。

（二）生產過程使用無毒無害的原料、催化劑和綠色工藝

在生產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，可以不用通過復雜的工序，而是通過化學反應形成單一的化合物；在制作納米復合材料的時候，工序要保持簡潔，清潔工藝是個不錯的選擇，像水熱法。

（三）建立完善與綠色阻燃材料相關的法律法規

應該建立健全有關綠色阻燃材料相關的法律法規和有關標準，比如高聚物材料燃燒時煙的釋放標準和毒氣的釋放標準。對于各種有毒氣體的密度和成分含量的測定也要完善。同時，也要建立完善環境保護、標志制度，這也是完善措施中的一部分。

結語

面對當前阻燃劑中存在的種種問題以及造成的環境問題，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，從而減少環境污染，促進綠色化阻燃材料的發展。

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

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