无机阻燃剂是通过什么原理(lǐ)起到阻燃作用(yòng)的？

无机阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、膨胀石墨、硼酸盐、草(cǎo)酸铝和硫化锌為(wèi)基的阻燃剂。氢氧化铝和氢氧化镁是无机阻然剂的主要品种，它们具有(yǒu)无毒性和低烟等特点。由于受热分(fēn)解吸收大量燃烧區(qū)的热量，使燃烧區(qū)的温度降低到燃烧临界温度以下燃烧自熄，分(fēn)解后生成的金属氧化物(wù)多(duō)数熔点高、热稳定性好、覆盖于燃烧固相表面阻挡热传导和热辐射，从而起到阻燃作用(yòng)。同时分(fēn)解产生大量的水蒸气，可(kě)稀释可(kě)燃气體(tǐ)，也起到阻燃作用(yòng)。

水合氧化铝有(yǒu)热稳定性好，在300℃下加热2h可(kě)转变為(wèi)AlO(OH)，与火焰接触后不会产生有(yǒu)害的气體(tǐ)，并能(néng)中和聚合物(wù)热解时释放出的酸性气體(tǐ)，发烟量少，价格便宜等优点，因而它成為(wèi)无机阻燃剂中的重要品种。水合氧化铝受热释放出化學(xué)上结合的水，吸收燃烧热量，降低燃烧温度。在发挥阻燃作用(yòng)时，主要是两个结晶水起作用(yòng)，另外，失水产物(wù)為(wèi)活性氧化铝，能(néng)促进一些聚合物(wù)在燃烧时稠环炭化，因此具有(yǒu)凝聚相阻燃作用(yòng)。从该机理(lǐ)可(kě)知使用(yòng)水合氧化铝作阻燃剂，添加量应较大。

镁元素阻燃剂主要品种為(wèi)氢氧化镁，是近几年来國(guó)内外正在开发的一种阻燃剂，它在340℃左右开始进行吸热分(fēn)解反应生成氧化镁，在423℃下失重达最大值，490℃下分(fēn)解反应终止。从量热法得知，其反应吸收大量热能(néng)(44。8KJ/mol) ，生成的水也吸收大量热能(néng)，降低温度，达到阻燃。氢氧化镁的热稳定性和抑烟能(néng)力都比水合氧化铝好，但由于氢氧化镁的表面极性大，与有(yǒu)机物(wù)相容性差，所以需要经过表面处理(lǐ)后才能(néng)作為(wèi)有(yǒu)效的阻燃剂。另外，它的热分(fēn)解温度偏高，适宜热固性材料等分(fēn)解温度较高的聚合物(wù)的阻燃。

在高温下，可(kě)膨胀石墨中的嵌入层受热易分(fēn)解，产生的气體(tǐ)使石墨的层间距迅速扩大到原来的几十倍至几百倍。当可(kě)膨胀石墨与高聚物(wù)混合时，在火焰的作用(yòng)下，可(kě)在高聚物(wù)表面生成坚韧的炭层，从而起到阻燃作用(yòng)。

硼酸盐阻燃剂有(yǒu)硼砂、硼酸和硼酸锌。目前主要使用(yòng)的是硼酸锌。硼酸锌在300℃开始释放出结晶水，在卤素化合物(wù)的作用(yòng)下，生成卤化硼、卤化锌，抑制和捕获游离的羟基，阻止燃烧连锁反应;同时形成固相覆盖层，隔绝周围的氧气，阻止火焰继续燃烧并具有(yǒu)抑烟作用(yòng)。硼酸锌可(kě)以单独使用(yòng)，也可(kě)与其它阻燃剂复配使用(yòng)。目前，主要产品有(yǒu)细粒硼酸锌、耐热硼酸锌、无水硼酸锌和高水硼酸锌。

草(cǎo)酸铝是氢氧化铝衍生的结晶状物(wù)，碱含量低。含有(yǒu)草(cǎo)酸铝的高聚物(wù)燃烧时，放出H2O， CO及CO2，而不生成腐蚀性气體(tǐ)，草(cǎo)酸铝还能(néng)降低烟密度和生烟速度。由于草(cǎo)酸铝的碱含量低，所以用(yòng)其阻燃的電(diàn)線(xiàn)、電(diàn)缆的包覆料时，不影响材料的電(diàn)气性能(néng)。

现在已开发的5种以硫化锌為(wèi)基的阻燃剂，其中4种用(yòng)于硬质PVC，另一种可(kě)用(yòng)于软质PVC，聚烯径和尼龙。这类阻燃剂可(kě)提高材料的抗老化性能(néng)，且与玻纤有(yǒu)好的相容性和提高聚烯烃的热稳定性。