一、一般原則

一個(gè)有效的阻燃劑通常應(yīng)能以物理或化學(xué)方式影響物質(zhì)燃燒過(guò)程5個(gè)階段（見第二章）中的一個(gè)或數(shù)個(gè)階段，而其作用的結(jié)果是能延緩物質(zhì)的燃燒并最終使燃燒熄滅。對(duì)燃燒過(guò)程的不同階段，適用的阻燃劑可能是不同的。

在燃燒過(guò)程的加熱物質(zhì)階段（即第一階段），能在被阻燃物周圍形成氣態(tài)包覆層，或能降低被阻燃物熔點(diǎn)的阻燃劑是有效的。因?yàn)榫哂械蛯?dǎo)熱性和高反射性的氣態(tài)層可排斥來(lái)自外部熱源的輻射熱，而不致使被阻燃物溫度過(guò)高。遇熱能形成膨脹包覆層的阻燃劑，其阻燃途徑之一，也是通過(guò)低導(dǎo)熱性的表面層發(fā)揮功效的。此外，如阻燃劑能降低被阻燃物熔點(diǎn)，則可改變被阻燃物的熱性能和使被阻燃物表面的吸熱容量增加，因而可延緩被阻燃物的升溫速度。再有，一些可吸熱分解并產(chǎn)生不燃?xì)怏w的阻燃劑也適用于此階段的阻燃。

在燃燒過(guò)程的第二階段，即可燃物熱分解和熱降解階段，有效的阻燃劑宜通過(guò)化學(xué)途徑改變可燃物的熱氧化降解模式，降低可燃?xì)怏w濃度，同時(shí)還促進(jìn)成炭、脫氫和脫水。這也可限制可燃?xì)鈶B(tài)碳?xì)浠衔锏纳伞?/p>

在燃燒過(guò)程的第三階段，即可燃物分解產(chǎn)生的氣體被點(diǎn)燃的階段，阻燃劑可通過(guò)多種方式發(fā)揮作用。一般而言，任何增加不燃?xì)鈶B(tài)分解產(chǎn)物濃度和降低可燃?xì)鈶B(tài)分解產(chǎn)物濃度的因素，都可在此階段產(chǎn)生阻燃效果。因此，上面提到的在燃燒第一階段和第二階段可發(fā)揮阻燃作用的機(jī)理，在點(diǎn)燃階段也有效。另外，如阻燃劑自身的分解反應(yīng)，或它們與被阻燃基質(zhì)的相互作用，可生成氣態(tài)的自由基終止劑，則后者可與高活性的鏈傳遞劑（如·OH）作用而降低燃燒速度。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)耗散高活性自由基的能量，燃燒速度可大大降低。還有，如阻燃劑分解時(shí)能生成密度大的不可燃?xì)怏w，則它們可像毯子一樣將可燃物表面包覆，因而斷絕了燃燒過(guò)程所需的氧氣供應(yīng)而使燃燒中斷。

即使在可燃物被引燃后，如能降低向可燃物表面的熱傳遞速度，也可使燃燒過(guò)程被抑制。達(dá)到這一目的的一個(gè)有效途徑，是采用分解時(shí)能在預(yù)燃區(qū)生成顆粒狀物質(zhì)的阻燃劑，這類“煙”狀的顆粒能構(gòu)成一個(gè)可衰減來(lái)自燃燒區(qū)輻射熱能的表面。這種有效的“壁效應(yīng)”可提高HO?自由基，而相對(duì)降低HO自由基的生成速度，因后者比前者活潑得多，因而使反應(yīng)的能量水平下降，故有利于減緩燃燒過(guò)程。

二、具體考慮

大多數(shù)阻燃劑的選擇都是基于經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)榛鹧孀韵ǖ臋C(jī)理尚未完全為人知曉，人們提出的多種用以解釋抑制和熄滅火焰的理論和假設(shè)，也多是基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

已發(fā)現(xiàn)的最有效的有機(jī)阻燃劑是含磷、氮、氯或同時(shí)含這3種元素中的2種或3種的化合物。其他也具有阻燃作用的元素還有銻、硼、溴、硅等。因?yàn)榱住⒌吐鹊淖枞甲饔帽绕渌馗叩枚啵云駷橹沟拇罅垦芯抗ぷ魇翘接戇@3種元素對(duì)火焰的抑制和熄滅作用。

在采用阻燃劑時(shí)，下述幾點(diǎn)是必須考慮的。

（1）發(fā)揮阻燃功效的相態(tài)（氣相或凝聚相）和燃燒過(guò)程的階段，即阻燃是要在氣相進(jìn)行，還是要在凝聚相中進(jìn)行，是在燃燒過(guò)程的第一階段進(jìn)行，還是在其他哪個(gè)階段（如分解、引燃、燃燒……等）進(jìn)行。

（2）阻燃作用必須在正好的時(shí)間和正好的地點(diǎn)發(fā)生。這句話的實(shí)質(zhì)是獲得阻燃效率的關(guān)鍵是被阻燃物的分解溫度與阻燃劑的分解溫度相匹配。這種匹配的重要性可用軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料（FPUF）的添加型阻燃劑加以說(shuō)明。當(dāng)分別以三（β-氯乙基）磷酸酯（TCEP）、三（二氯丙基）磷酸酯（TDCPP）及2，2-二（氯甲基）-1,3-亞丙基四（β-氯乙基）二磷酸酯（2XC-20）阻燃FPUF時(shí)，由這3種阻燃劑及FPUF的TGA曲線可以看出，TCEP及TDCPP的揮發(fā)性明顯高于2XC-20，前兩種阻燃劑在較低溫度下即顯示較大的熱失重，其TGA曲線與FPUF本身的分解失重范圍不相匹配。在起始階段，TCEP及TDCPP具有較佳的阻燃效率，但隨后則下降，故它們阻燃的FPUF不能通過(guò)ASTM D1564-64T熱老化試驗(yàn)（140℃，22h）。但2XC-20的熱失重曲線與FPUF的分解范圍比較接近，故以它阻燃FPUF時(shí)阻燃效率較高而持久。

采用兩種阻燃劑的混合物有時(shí)能獲得更佳的阻燃效果。這兩種阻燃劑應(yīng)這樣選擇，其中一種的揮發(fā)性宜較大，且在約低于被阻燃基質(zhì)開始降解和失重溫度60～75℃時(shí)揮發(fā)，而另一種則宜在被阻燃基質(zhì)失重約50%和達(dá)到最大分解速度時(shí)發(fā)揮阻燃作用。這樣可在起始階段使第一種阻燃劑蒸氣在氣相中的濃度相對(duì)于被阻燃基質(zhì)分解所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w而言，具有較高的濃度，同時(shí)可使阻燃劑的熱失重曲線與被阻燃材料的熱失重曲線更好地匹配。但無(wú)論如何，所添加的阻燃劑一定要能承受被阻燃材料的加工及成型溫度。

（3）要采用特定的阻燃劑和適當(dāng)?shù)挠昧浚⒏鶕?jù)高聚物的使用要求，以賦予特定的高聚物以適當(dāng)?shù)摹⑺蟮淖枞技?jí)別。加入過(guò)量的阻燃劑不僅是不必要的，有時(shí)甚至是有害的。這就是說(shuō)，任何一個(gè)阻燃劑都不是通用的，不同的被阻燃基材需要采用適當(dāng)?shù)淖枞紕拍苁盏搅己玫男Ч?/p>

（4）當(dāng)加入所需用量時(shí)，對(duì)被阻燃基材的性能（如物理-機(jī)械性能、電性能）具有明顯影響的阻燃劑是不宜采用的。