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绿色阻燃剂在纺织面料中的应用 　　1 绿色阻燃剂简介 　　生态环境问题是当今世界人类面临的中心问题之一，目前地球生态环境的恶化已明显威胁人类的生存。据不完全统计，世界上现有生产或使用的化学品多达10万余种，仅美国化学工业每年就要排放30多亿吨的化学废弃物进入环境。 　　绿色化学是将原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不生成或很少生成副产品或废物，实现废物“零排放”的一种化学生产工艺，该工艺具有原料无毒无害、转化率高、环境友好等特性。 　　绿色阻燃剂因其从设计思想、原料选择、配色设计、工艺流程到产品的保存、应用及废品处理等各个环节都遵从绿色化学理念，也就是说最大限度地减少或取消那些对人类健康、生态环境、社会安全有害的原料和生产工艺的使用，不以人的安全和环境污染为代价来提高材料的阻燃效果，所以它真正实现了从源头上阻止阻燃材料的污染。 　　2 绿色阻燃剂的种类 　　阻燃织物中的阻燃剂的作用就是减少材料着火的机会和减慢火焰蔓延的速度。在人们对阻燃剂需求量增大的同时，阻燃剂的性能要求也更加多面化。绿色阻燃剂本身在生产和使用过程中应是无毒害的，它应有良好的耐热稳定性、耐老化性、耐光稳定性、无腐蚀性，同时，其燃烧产物应为低烟低毒。目前绿色阻燃剂的种类繁多，按化学成分、组成结构及阻燃机理，可分为无卤阻燃剂、纳米高聚物/无机复合阻燃剂、无机阻燃剂和膨胀型阻燃剂。 　　2.1 无卤阻燃剂 　　2.1.1 磷系阻燃剂 　　磷系阻燃剂的阻燃机理主要是含磷化合物受热时会分解生成聚偏磷酸。聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物，在燃烧物表面形成隔离层。另外，由于聚偏磷酸脱水作用促进炭化，使表面形成炭化膜，从而起到阻燃作用[1-2]。磷系阻燃聚合物燃烧时，对环境污染少，阻燃剂含量较少就能达到好的阻燃效果，且对聚合物材料的各种性能影响小，得到了广泛的应用。但是，磷系阻燃剂中的红磷易吸湿水解，放出有毒的磷化氢，而且有机磷系阻燃剂也有发烟量大、毒性大、易水解、热稳定性差等缺点。 　　目前对红磷进行改性处理最有效的方法是进行表面包覆[3-5]。而针对磷系阻燃剂易水解、热稳定性差等缺点，磷酸酯类阻燃剂的开发逐渐从单磷酸酯类向双聚或多聚磷酸酯类阻燃剂发展。袁相爱等[6-7]以三氯氧磷、间苯二酚及苯酚为原料合成四苯基间苯二酚二磷酸酯；刘凡等[8]采用无溶剂法合成耐水洗棉织物用阻燃剂 N-甲基-3-二甲基磷丙酰胺。 　　聚磷酸铵（APP）是另一种重要的磷系阻燃剂，其制备方法很多[9-10]，但大多数方法所能制备出的产品耐水性差。合成长链的水难溶性 APP 是主要的解决途径，目前有两种方法，一是通过磷酸或磷酸盐加入氨化剂控制工艺条件聚合生成水难溶性APP[11-12]；二是通过 APP 的其他较容易制备的晶型转化生成水难溶的Ⅱ型 APP[13-15]。 　　2.1.2 金属氢氧化物阻燃剂 　　氢氧化铝和氢氧化镁是金属氢氧化物阻燃剂的主要品种，它有无毒性、低烟、腐蚀小、价格低、热稳定性好等特点，被誉为无公害阻燃剂。它们由于受热分解吸收大量燃烧区的热量，使燃烧物燃烧区的温度降低到燃烧的临界温度之下，燃烧物自熄，分解后生成的金属氧化物多数熔点高，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，生成的水受热蒸发进一步吸收潜热降低温度，同时产生大量水蒸气，稀释可燃性气体也起到阻燃作用。 　　将氢氧化铝、氢氧化镁超微细化，并用有机硅偶联剂或脂肪酸进行表面改性处理，可以使其在树脂中迅速分散成一体，从而降低火焰的传播速度，使燃烧时生成的烟量、有毒气体量和腐蚀性气体量都相当少，大大提高了其阻燃抑烟的效果。 　　2.2 膨胀型阻燃剂 　　膨胀型阻燃剂 (简称 IFR 体系) 是以磷、氮、碳为主要核心成分的阻燃剂，膨胀型阻燃剂通常由炭源、酸源和发泡源三部分组成。在火焰和高温的作用下，酸源受热放出无机酸，与多元醇酯化，进而脱水炭化，反应生成水蒸气以及一些不燃烧气体使炭层膨胀，最终形成一层多微孔的坚韧的炭质泡沫层，生成的炭层可以吸附在熔融、着火的表面，即可阻挡热量和氧气的进入，该炭质层具有阻隔热量及氧气的传递和抑烟的作用，并能防止燃烧过程产生熔滴，有效地阻止了流涎造成的火焰蔓延，从而达到阻燃的目的，且低烟、低毒、无腐蚀性气体产生[16]。因此，膨胀阻燃技术已成为当前最活跃的阻燃研究领域之一。 　　其中可膨胀石墨是一种特殊的膨胀型阻燃剂。该阻燃剂无需酸源脱水，在高温下，可膨胀石墨中的嵌入层受热易分解，产生的气体使石墨的层间距迅速扩大几十至几百倍。当可膨胀石墨与高聚物混合时，在火焰的作用下，可膨胀石墨能在高聚物的表面形成一坚韧的炭层，从而起到阻燃的作用。 　　2.3 无机阻燃剂 　　2.3.1 硅系阻燃剂 　　有机硅系阻燃剂是近年来开发的一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的无卤阻燃剂，也