四川大学王玉忠小组高分子材料无卤阻燃研究取得突破

2011-12-12 来源：科学时报

在国家自然科学基金等项目的长期支持下，四川大学教授王玉忠带领团队在高分子材料无卤阻燃化的基础研究方面获重要进展，并取得一些关键技术的突破，成功地解决了一些高分子材料的高效无卤阻燃问题，有效地协调了阻燃性与无卤化、保持其他性能和降低成本的矛盾，并成功应用于多个领域。

阻燃剂，火灾克星

随着科技的发展，塑料、橡胶、纤维等高分子材料已渗透到国民经济和日常生活的各个角落。高分子材料易燃性的特点，使其在电子电气、交通、建材及家庭等领域应用时的防火安全问题日益突出。

2010年11月15日，上海静安区胶州教师公寓起火，这座28层住宅很快被大火与浓烟包围，逃生与救援变得十分困难，该事故共造成58人死亡，70人受伤，56人失踪。事后，国务院成立的调查组在现场发现大量违规使用的尼龙网、聚氨酯泡沫等高分子易燃材料。

“如果在这些高分子材料中引入有效的阻燃剂，使材料达到阻燃级别，火灾造成的危害不会那么严重。”王玉忠对记者说。

绝大部分有机高聚物材料自身不具备阻燃元素和结构，需要通过物理或化学反应的方式在材料中引入阻燃剂。

阻燃剂是高分子材料阻燃的关键。原则上，能够阻止有机高聚物材料燃烧的物质都可选作阻燃剂。但实际上，除阻燃性外，阻燃剂还必须具备：热分解温度要高于高聚物的加工温度、与高聚物相容性好、对其阻燃对象的其他性能无严重不良影响、燃烧时不释放有毒和腐蚀性气体、生产成本低等条件。

“含卤素（如含溴）的阻燃剂对许多高分子材料的阻燃效果比较好，但有些含卤阻燃剂在材料燃烧时会产生大量有毒烟雾和腐蚀性气体，造成二次危害。”王玉忠介绍说。

火灾中死亡的人当中，真正被烧死的占少数，绝大多数是因吸入有害物质窒息而死。欧盟颁布的《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》已限制了某些含卤阻燃剂的使用。

无卤阻燃的难题与突破

然而，受性能和成本影响，在过去市场上无卤阻燃剂的使用范围并不广泛。

“单纯强调阻燃性而不考虑材料其他性能没有任何意义，必须把阻燃性与材料的其他性能相协调。”王玉忠告诉记者说。

一种好的阻燃剂至少应考虑对材料阻燃的高效性、对材料其他性能负面影响小、对人体无害或低害以及可以接受的成本等。

由于不同的高分子材料在高温或燃烧时的热分解和燃烧机理是不同的，因此必须使用与之相适应的阻燃剂才能发挥阻燃作用。例如，聚烯烃类高分子材料，在燃烧时能产生有效捕捉氢自由基和氢氧自由基物质的含溴阻燃剂是最有效的阻燃剂。而无卤阻燃剂要实现对其阻燃，需要添加更多的量，这就使得无卤与阻燃的高效相矛盾。

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（责任编辑：佳）

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