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阻燃劑體(ti) 係是添加到聚合物基材中以增加其抗燃燒性的化合物或組合物 [ 43 ]。優(you) 秀的阻燃劑必須阻礙長期可燃性所需的一種或多種元素的供應。基本上，阻燃劑的目的是通過降低火災條件下的火焰蔓延速度來降低聚合物基材的固有火焰風險。使用阻燃劑可以防止小火升級為(wei) 大危機[ 44 ]。因此，為(wei) 了有效，阻燃劑必須幹擾聚合物基材的降解溫度。通常，最常用的聚合物作為(wei) 基材會(hui) 在 200 至 400 °C 的溫度範圍內(nei) 降解 [ 45 ]。
然而，值得注意的是，阻燃劑的目的不是防止材料著火，而是降低火焰蔓延的速度並防止持續燃燒。這可以通過增加聚合物的抗點燃性來實現。事實上，點燃是不可避免的，因為(wei) 如果暴露於(yu) 高水平的火焰應力 - 熱輻射，大多數物質都會(hui) 點燃，這主要是由於(yu) 聚合物基材中的有機物含量造成的 [ 46 ]。因此，需要阻燃劑對聚合物降解溫度的幹擾過程[ 47 ]。事實上，對燃燒過程的幹擾可能發生在氣相和蒸氣相（火焰區）以及冷凝相和固相（聚合物熔體(ti) ）中。
對一般阻燃係統機製的全麵而有用的描述。 有幾種類型的阻燃係統，每一種都有自己的運行機製。基本上，阻燃劑會(hui) 破壞聚合物材料的熱分解途徑。不同的成分與(yu) 不同的聚合物有不同的相互作用，因此，阻燃劑的使用對它們(men) 所設計的基材非常特殊[ 49 ]。
最初，含鹵素阻燃劑的使用在 1970 年代 [ 50 ] 開始增加，而溴化體(ti) 係的使用在 1980 年代 [ 51 ]急劇增加。一些在燃燒過程中形成酸的鹵素阻燃劑通過抑製氣相中的自由基起作用。當加熱時，它們(men) 分解成鹵素自由基，隨後阻礙揮發性燃料的氧化。隨後，它們(men) 在氣相中與(yu) 氧氣發生反應，從(cong) 而降低其濃度並熄滅火焰 [ 52 ]。此外，鹵素係阻燃劑的增效劑包括銻係和磷係化合物。這些化合物有助於(yu) 清除自由基和再生鹵素自由基 [ 53 ,54 ]。
市場在 1990 年代開始從(cong) 鹵素阻燃劑轉向無鹵素阻燃劑，因為(wei) 係統會(hui) 排放有毒和腐蝕性氣體(ti) ，例如氫溴酸和鹽酸煙霧，以及高濃度煙霧[ 55、56 ]。此外，含鹵素的阻燃劑難以處理，這意味著該係統會(hui) 帶來嚴(yan) 重的環境風險 [ 57 ]。向更環保的阻燃劑過渡在世界範圍內(nei) 引起了特別的興(xing) 趣，目前絕大多數研究都致力於(yu) 非鹵素係統 [ 58 ]。另一方麵，替代係統通常效率較低且更昂貴。
還有其他類型的阻燃劑會(hui) 釋放出大量的不可燃氣體(ti) ，可以稀釋供應給火焰的燃料或氧氣量。基本上，這些類型的阻燃劑通過在燃燒材料表麵形成固體(ti) 殘留物來減少火焰蔓延。因此，它們(men) 可以通過改變到聚合物基材的熱傳(chuan) 遞路徑來減慢燃燒過程中的熱釋放速率 [ 43 , 59 ]。同時，另一類阻燃劑通過在燃燒材料表麵形成泡沫炭而起作用。這些類型的添加劑通常被稱為(wei) 膨脹係統 [ 59 ]。除此之外，該係統還可以通過上述機製的組合來發揮作用。
描述阻燃劑不同原理的術語和定義(yi) 見表格1以下。
阻燃係統的原理包括惰性氣體(ti) 稀釋 [ 60 ]、熱淬火 [ 61 ]、物理稀釋 [ 62 ]、化學相互作用 [ 63 , 64 ] 和保護炭 [ 65 , 66 ]。
阻燃係統的另一個(ge) 考慮因素是它們(men) 克服燃燒問題的有效性。對於(yu) 優(you) 異的阻燃係統來說，諸如低火焰蔓延、低煙霧排放、無毒和不改變基材性能等要求是理想的。
此外，阻燃劑降低了用於(yu) 維持高生活水平的固有易燃材料產(chan) 生火焰的風險 [ 45 ]。盡管多年來大量阻燃劑已被證明是有效的，但現在人們(men) 越來越關(guan) 注使用表麵處理將阻燃劑化學定位在發生燃燒的材料外部，以保持理想的整體(ti) 性能，同時最大限度地減少用量所需的添加劑 [ 70 ]。然而，改進目前的阻燃劑仍然存在挑戰，因為(wei) 這些處理的成功取決(jue) 於(yu) 它們(men) 的可擴展性、耐用性以及在不造成環境問題的情況下賦予所需功能的能力[ 71 ]。
