阻燃高聚物概述

阻燃高聚物是指具有在燃烧条件下能减缓或中止火势蔓延的聚合物材料，通常其极限氧指数可达到28%以上，且能通过UL94 V-0等阻燃等级测试。

一、阻燃高聚物的含义

阻燃高聚物应称为flame（fire）-retarded polymer，而不是flame（fire）retardant polymer，即是被人为阻燃了的高聚物，而不是阻燃性高聚物。另外Flame retardant与Flame resistant也是有所不同的，后者系指本质阻燃，这种阻燃不是由于阻燃剂的加入，而是由于高聚物本身分子结构的原因。本质阻燃高聚物具有不寻常的热稳定性、低的燃烧速度、高的阻止火焰传播的能力，即使在相当高的热流时也是如此。还有，本质阻燃高聚物与热稳定性高聚物也是不同的，虽然两者有些性质类似。热稳定性高聚物能承受高温而不易分解，但它们仍能生成可燃性蒸气，而在一定的条件下，此可燃蒸气也能被引燃。另外，一旦被引燃，本质阻燃高聚物与热稳定性高聚物两者的燃速是不同的，即前者的燃速远低于后者。

可采用释热速率（HRR，锥形量热仪测定）来区别本质阻燃高聚物、阻燃高聚物及热稳定性高聚物，但这也不是容易做到的。一般而言，本质阻燃高聚物及一些热稳定性高聚物比阻燃高聚物能承受更高的外部热流的辐照作用，但某些阻燃高聚物的HRR值也可能很低，有时甚至可与本质阻燃高聚物媲美，甚至更低。这3种高聚物所表现的阻燃性能的差别是与它们的分子结构、组成及测试方法有关的。此外，某些本质阻燃高聚物或阻燃高聚物的抗引燃性能不一定很好，但引燃后能很快自熄。例如，热稳定的膨胀型阻燃系统在某些阻燃测试中可能易于引燃，但随后能成炭而自熄，直至测试完毕燃烧量也很低。

应用阻燃高聚物是为了减少意外火灾。如果制品在引燃源作用下不会被引燃，或在引燃后火焰不会传播，则火灾可以避免。此外，与未阻燃材料相比，阻燃材料能降低火焰传播速度及燃烧速度。

二、阻燃高聚物的局限性

对一个高聚物系统进行任何改变（例如加入阻燃剂）都会引起材料外观、机械性能、电气性能及其他性能的变化，这种变化有时是很严重的，可能影响材料的最后使用。阻燃材料的制造商和用户都力图减少这种变化。在发展阻燃产品时，必须顾及产品的性能、成本、加工性、工业卫生和安全及对环境的影响等诸多因素。此外，阻燃高聚物燃烧时产生的烟和燃烧产物，与未阻燃高聚物是不同的，此点尤应注意。因此，研制一个阻燃高聚物并不是简单地将阻燃剂加入高聚物中和使材料单纯地通过某些阻燃测试标准就可以完成的，而是要充分和全面考虑由于阻燃而带来的多种改变，并在保证材料能满足使用要求的前提下，在多项指标间求得最佳综合平衡。

三、新一代阻燃高聚物

多年来对阻燃材料的物理和化学及有关火科学的研究取得了如今阻燃技术的结果，但对于了解有关阻燃聚合物的一些复杂而深层次的问题，还需要多门学科和技术的完美结合。

对用于各个技术领域的材料，都有一般的和特殊的要求。例如，对用于制造电子和电气元器件的塑料，除了机械性能、电气性能及加工性能外，还应具有耐热和阻燃性能。

高聚物是与未来的高新技术产业息息相关的，从生物工程到微电子工程的发展都依赖于人们合成和研制新型高聚物的能力。电活性高聚物、光电高聚物、有控释放高聚物、生理活性高聚物、聚合物合金、有机基质复合物、高聚物-无机物纳米复合材料等，都是新型高聚物的代表，它们给人们提供了电子-电气、生物工程、宇航等领域所需的先进材料（包括结构材料、纤维、薄膜、粘结剂、涂料、泡沫体、复合物等）和设计、制造新型元器件的基础。对其中很多用于可接触高温的高聚物，阻燃和耐热是必不可缺的要求。