鹵系阻燃劑

RX HX RH

(l) 鹵系阻燃劑分解產生鹵化氫(HX)，鹵化氫消除高分子材料燃燒反應產生活性自由基。如HX與火焰中鏈反應活性物質HO·.作用，使上述游離基濃度降低，從而減緩或終止燃燒的鏈式反應，達到阻燃的目的。
RX → HX.
HX + HO·→X·+ H2O
RH + X·→ HX + R·
(2)聚合物材料炭化。鹵素阻燃劑在燃燒條件下分解出HX後的殘留物可促進聚合物材料的脫水炭化，形成難燃的炭化層，減少了低分子量裂解產物的生成量，阻礙燃燒反應的正常進行。鹵系阻燃劑阻燃效果好，添加量少，對材料的性能影響較小。但發煙量大，釋放出的鹵化氫氣體具有腐蝕性，並且會產生有毒致癌物質多溴代苯並惡英和多溴代二苯並呋喃，影響人體正常代謝。歐盟已在2006年7月1日開始實施RoHS指令，嚴格限制多溴二苯醚PBDE、多溴聯苯PBB的使用。
鹵系阻燃劑對未增強和增強尼龍均很有效，它可以與協效金屬氧化物、金屬鹽、含磷化合物或成炭劑共同使用。但是鹵系阻燃劑也會造成尼龍鏈裂解成可燃單體或由鹵化氫(HX)引發或催化的類似的東西。鹵系阻燃劑通常使用的是氯化阻燃劑和漠化阻燃劑;氯化阻燃劑主要為六氯環戊二烯與環辛二烯發生狄爾斯-阿爾德反應生成的二元加成產物，雙(六氯環戊二烯)環辛烷，它在尼龍中最常用。阻燃尼龍的成分主要包括15%-30%的氯化物添加劑和4%-15%的金屬氧化物協效劑，協效劑包括三氧化二銻、三氧化二鐵、氧化鋅和硼酸鋅，三氧化二鐵在尼龍66中是最有效的。溴化阻燃劑單獨使用時效果不是很明顯，但通過三氧化二銻的協同作用後，效果非常明顯。Br-Sb協同系統對PA的阻燃效果非常好的原因是: 溴化物受熱釋放的HBr與Sb2O3反應生成SbOBr，而SbOBr受熱又放出SbBr3，其中SbBr3是阻燃作用的主要承擔者，其作用為：
①氣相中游離基的捕獲劑。
②相對密度大，起到排除氧氣的作用。
③在火焰上空凝聚成液滴或固體微粒，產生壁效應散射大量熱量。
④由SbOBr分解而來，延長了澳游離基的釋出時間，增加了吸熱作用。
鹵系阻燃劑對尼龍體系具有優良的阻燃性、加工性和相容性、良好的耐候性、化學穩定性和電學性質，耐熱穩定性高，但缺乏抗紫外光穩定性和表面易噴霜，在對聚合物阻燃的同時，放出有毒的煙、氣體。因此危害環境和人類的健康，今後的發展方向應向無鹵方向發展，找出一種鹵系阻燃劑的替代物。
十溴二苯乙烷[9]
十溴二苯乙烷，他不僅具有十溴二苯醚的諸多優點，而且熱穩定性、光穩定性、抗遷移性等多方面都比十溴二苯醚略勝一籌，更重要的是它的分子中不存在醚鍵，所以沒有生成多溴代二苯並二惡烷和多溴代二苯並呋喃的危險，因此近年來在全球銷售前景十分看好，是一個值得重視的新型溴系阻燃劑。
十溴二苯乙烷由於熔點極高，而且在樹脂中基本不溶，所以使樹脂具有較高的熱變形溫度，缺點是較低的熔流指數和較低的衝擊強度。為了克服這兩個缺點，人們又開發了十溴二苯乙烷的改性品種，它們可以賦予被阻燃材料較好的加工性能。提高十溴二苯乙烷阻燃高分子材料衝擊強度的另一個方法是採用衝擊強度改性劑，最有效的衝擊強度改性劑是SBS和氯化聚乙烯，二者混合使用效果尤佳，可充分發揮衝擊強度改性劑的作用。