阻燃劑可作用于氣相燃燒區(qū),捕捉燃燒反應中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度下降,最終使燃燒反應速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑,它的蒸發(fā)溫度和聚合物分解溫度相近,當聚合物受熱分解時,阻燃劑也同時揮發(fā)出來。此時含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時處于氣相燃燒區(qū),鹵素便能夠捕捉燃燒反應中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度下降,最終使燃燒反應速度下降直至終止。一般與三氧化二銻并用。
在高溫下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層,隔絕氧氣,具有隔熱、隔氧、阻止可燃氣體向外逸出的作用,從而達到阻燃目的。如有機阻磷類阻燃劑受熱時能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解,另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進入氣相參與燃燒過程。
在高溫條件下,發(fā)生了強烈的吸熱反應,吸收燃燒放出的部分熱量,降低可燃物表面的溫度,有效地抑制可燃性氣體的生成,阻止燃燒的蔓延。通過提高聚合物的熱容,使其在達到熱分解溫度前吸收更多的熱量,從而提高其阻燃性能。這類阻燃劑充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸汽時大量吸熱的特性,提高其自身的阻燃能力。
但同時滿足以上的要求實際上是不可能的,所以選擇實用的阻燃劑一般考慮在滿足基本要求的前提下,對其它條件的要求往往采用最佳的平衡。
按阻燃元素的類別,阻燃劑分為鹵系(鹵系又分為氯系和溴系)、磷系、銻系、鎂鋁系、硼系、鉬系等等。當前阻燃劑種類繁多,但綜合上面七個條件,溴系阻燃劑特別應用于高分子材質(zhì)方面無疑是最好的。因此溴系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有機阻燃劑。
固體物質(zhì)在空氣中燃燒一般可分以下三個步驟:⑴、物質(zhì)燃燒分解產(chǎn)生可燃性氣體;⑵、可燃性氣體在空氣中燃燒;⑶、燃燒產(chǎn)生的熱量使物質(zhì)繼續(xù)分解使燃燒持續(xù)。阻燃的作用就是使上述三個步驟中的至少一個中止,它一般是通過氣相阻燃、凝聚相阻燃或中斷熱交換等機理實現(xiàn)的。