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聚碳酸酯(PC）作為五大工程塑料之一，因其具有高強度、高透明度、高抗沖、耐熱等優點，廣泛應用于電子電器、照明、建筑材料、汽車零部件、食品包裝和醫療器械等領域。預計2022年中國對PC的需求量將達到240萬噸左右。

PC的玻璃化溫度為140-150℃，熱變形溫度為135℃，使用范圍從-60℃到120℃，具有良好的熱穩定性和尺寸穩定性。PC的阻燃性能雖比PE和PP好，極限氧指數(LOI)可達21％－24％，材料本身可達Ｖ-２級阻燃，但仍無法滿足特殊領域對阻燃性能的更高要求，需要通過添加阻燃劑的方式進行改善。主要有鹵系阻燃劑、硅系阻燃劑、硼系阻燃劑、磺酸鹽系阻燃劑、磷系阻燃劑以及其他如氫氧化鎂、氫氧化鋁、碳納米管等阻燃劑。

鹵系阻燃劑

      鹵系阻燃劑主要是指含有Br或者CL元素的阻燃劑，其中溴系阻燃劑最早被工業化生產。將鹵系阻燃劑添加到PC中，使PC材料發生增塑作用，流動性變好，燃燒熔化時可將部分熱量帶走；同時PC在燃燒時會產生少量的鹵化氫氣體，屏蔽了氧氣的進入；PC發生裂解會產生Ｈ·和ＨＯ·，它們會與鹵化氫氣體結合，阻斷了自由基與氧的進一步反應。

      含鹵阻燃劑阻燃效果良好，但發煙量大煙霧有毒，隨著環保要求提高，含鹵阻燃劑用量逐年下降。

硅系阻燃劑

      硅系阻燃劑可根據結構差異分為有機硅和無機硅，硅系阻燃劑環保性高，能起到阻燃和抑煙的效果，對力學性能影響較小，阻燃機理如下：

(１)高溫下，硅氧烷遷移到PC表面并發生堆積，有效保護基材，同時防止可燃物氣體和氧氣接觸，抑制燃燒蔓延。

(２)硅氧烷能夠加速PC的成炭形成過程，硅氧烷的支鏈存在起到防止拉鏈式解聚，可應用于PC防滴落產品。

硅系阻燃劑須進行復配以達到協效阻燃，燃燒后會遷移形成保護層，可用于防滴落用途的產品。

硼系阻燃劑

      硼系阻燃劑具有耐熱性好、毒性低、抑煙的特點。通用的無機硼阻燃劑有硼砂、硼酸、硼酸鋅、偏硼酸鈣、偏硼酸銨、五硼酸銨、偏硼酸鈉、氟硼酸銨和氟硼酸鋅等；有機硼阻燃劑主要有硼酸三（２,３－二溴）丙酯、聚硼硅氧烷等。

硼系阻燃劑通過以下四個方面實現阻燃效果：

(１)阻燃劑在燃燒時熔化，吸收部分熱量；

(２)阻燃劑覆蓋于聚合物表面，隔絕可燃與氧氣接觸；

(３)阻燃劑在高溫下釋放出結合水，水分蒸發而使材料降溫；

(４)可燃物的熱分解途徑發生改變，可燃性氣體的產生減少。若與含氮、鹵素阻燃劑互配使用，生成的難燃性氣體NH3、HX可稀釋氧氣的濃度。

硼系阻燃劑通常與其他阻燃劑進行互配使用，發揮其冷卻降溫和隔絕氧氣的作用。

磺酸鹽阻燃劑

      磺酸鹽阻燃劑會在燃燒條件下分解產生少量烷基鹽，促使PC發生重排異構反應，產生大量的CO2和H2O等不燃物，降低可燃性氣體濃度；而且它還可作為PC本身發生酯交換反應的催化劑，發生交聯反應而成炭，提升阻燃效果?；撬猁}阻燃劑由于添加量少，成品能在提高阻燃性能同時基本保持PC基材的力學強度等性能。

      磺酸鹽系阻燃劑的自熄性好，對透明性影響小，但存在滴落引燃，需要與其他防滴落或者成炭性良好的阻燃劑復配使用。

磷系阻燃劑

      磷系阻燃劑是一種以磷為阻燃元素的無鹵環保阻燃劑，可按成分組成分為無機磷阻燃劑和有機磷阻燃劑。有機磷阻燃劑主要有磷腈、芳基磷及氧化磷、磷酸酯類、亞磷酸酯、有機磷鹽及磷－氮復合物等，無機磷阻燃劑主要有紅磷、聚磷酸銨、次磷酸鹽等。大部分磷系阻燃劑只在凝聚相發揮阻燃效果，還有部分磷系阻燃劑可在氣相和固相同時發揮阻燃作用。

      磷系阻燃劑環保，有良好的成炭性和自熄性，但會導致PC的玻璃化轉變溫度降低20-40℃，不耐水解，相容性差。

注：文本素材來源于網絡

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