阻燃剂
- 中文名
- 阻燃剂
- 外文名
- Flame retardant
- 别名
- 难燃剂，耐火剂或防火剂
- 功能
- 防火
目录
阻燃剂分为物理混合的添加型阻燃剂和化学键合的反应型阻燃剂两类。对阻燃剂物性的基本要求是：①与塑料及合成纤维的相容性好;②不改变原有物质固有的优良性能;③ 用量小、效果大;④加工温度下不分解;⑤毒性小，燃烧时不产生毒性气体;⑥成本低廉。可用作阻燃剂的物质很多，如磷酸烷基酯类：
阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。
1、 吸热作用任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。
2、 覆盖作用在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。如有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
3、 抑制链反应根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，干扰燃烧的链反应进行。
4、 不燃气体窒息作用阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。
最为重要的是，美国学者在母亲和婴儿的血液中检测到6种十溴联苯醚的同系物。母亲血液中总十溴联苯醚含量为15～580ng/kg，婴儿血液中为14～460ng/kg，与母亲相差不大。由此推测，十溴联苯醚可以通过胎盘屏障和乳汁输送给新生儿。普通人体内十溴联苯醚的浓度范围是1～400ng/g脂肪，在高风险电子垃圾区的工人体内，十溴联苯醚最高达3436.3ng/g。这些数据表明，十溴联苯醚在人体内的蓄积量有加速上升的倾向，这自然会引起科学界的高度关注。什么是多溴联苯醚多溴联苯醚的英文名为Poly Brominated Diphenyl Ethers(简称PBDEs)，有四溴联苯醚、五溴、六溴、八溴、十溴等209种同系物。其商品多溴联苯醚是一组溴原子数不同的联苯醚混合物，因此被总称为多溴联苯醚。多溴联苯醚的最大用途是作为阻燃剂，在产品制造过程中添加到复合材料中去，以提高产品的防火性能。因为多溴联苯醚可在高温状态下释放自由基，阻断燃烧反应。其中
2.四溴双酚A通过欧盟风险评估欧盟针对四溴双酚A 对人类健康影响的风险评估于2005 年3 月完成。评估没有发现四溴双酚A对健康的风险。评估结果得到欧盟健康与环境风险科学委员会(SCHER)的支持，该委员会负责向欧委会提供建议。因此，从人类健康角度说，四溴双酚A的使用被欧盟证明是安全的。风险评估的环境部分于2007 年6 月结束，最终官方报告将于2007 年底正式发布。这部分评估既研究了四溴双酚A 的反应型应用，也研究了添加型应用。评估发现，如果含有四溴双酚A 的沉积物混入农业土壤会造成环境风险。然而，在欧洲并不存在这种风险，因为四溴双酚A用户工厂的沉积物通常被运往焚化炉焚烧或在监控下进行填埋。对于那些不依此法处理沉积物的国家，溴科学与环境论坛(BSEF )将会与用户合作确保沉积物不会混入农业用地。除此之外，没有发现反应型四溴双酚A 在其它情况下存在风险。添加型应用的四溴双酚A 在水和沉积物方面发现风险。欧盟正在制订针对这些风险的风险削减策略(RRS )。
3.欧盟针对四溴双酚A管理框架风险评估确认，四溴双酚A并不符合PBT (持久性、生物累积性、毒性)化学物质的标准。风险评估框架下的研究结果显示，四溴双酚A 生物累积性低。欧盟分类与标识指令(EU ClAssification & Labeling Directive)将四溴双酚A 归为R50/53 物质，表明其对水生物有较大毒性。在印刷线路板这一四溴双酚A 的主要应用中，四溴双酚A 充分反应并转化为基材中环氧树脂的一部分。因此FR-4 基板中并不存在四溴双酚A。欧盟境内的四溴双酚A 归为R50/53 物质并不影响其在印刷线路板中的应用。而作为添加型使用的四溴双酚A，需要在塑料化合物的欧盟物质安全数据表 ( MSDS )中指出四溴双酚A 属于R50/53 物质，但在标签中指明这一分类不是强制性的。
4.欧盟风险削减策略(RRS)在作出风险评估结论后，评估的主要责任成员国英国开始制订针对添加型四溴双酚A 应用的风险削减策略。欧盟层面将于2007 年10 月进行讨论，并将在2008 年第一或第二季度中批准接受该策略。风险削减策略的核心是减少添加型应用的四溴双酚A对水和沉积物的释放放，这也与业界自愿提出的产品全程化管理项目――行业释放控制自愿行动计划(VECAP )的目标一致。该计划旨在降低四溴双酚A对环境的释放。欧盟范围内使用添加型四溴双酚A应用的所有用户都承诺加入溴化阻燃剂释放控制自愿行动计划。
5.欧盟针对四溴双酚A 管理的进程表2005 年 健康风险评估结束2007 年6 月 环境风险评估结束2007 年10 月 首轮欧盟层面的风险削减策略讨论结束2008 年一或二季度 批准接受风险削减策略2008 年12 月 在欧盟化学品注册、评估、授权和限制法规(REACH )下预注册2010 年12 月 在欧盟化学品注册、评估、许可和限制制度(REACH )下注册。
6.四溴双酚A与欧盟REACH 法规在风险评估进行的同时，欧盟化学品注册的新框架—《欧盟化学品注册、评估、许可和限制制度(REACH )》开始生效。由于产量大，四溴双酚A将成为第一批需要在REACH 注册的物质之一。生产者将于2008 年12 月底前进行预注册。由于四溴双酚A 产量大于1000 吨，因此需要在2010 年12 月底前进行注册。由于四溴双酚A 既非持久性、生物累积性、有毒污染物(PBT )，又非高持久性、高生物积聚性物质(vPvB )，同时也不是CMR 1 或2 物质，四溴双酚A 不需要履行REACH 的批准程序。鉴于风险评估完成后，所有的研究都已经完成，四溴双酚A 的注册将会相对比较容易。REACH 法规生效后，四溴双酚A 可以继续使用。
7.行业释放控制自愿行动计划(VECAP )作为负责任的生产商承诺的一部分，溴科学与环境论坛(BSEF )在欧洲发起了一项名为行业释放控制自愿行动计划(VECAP )的削减释放计划，提供降低溴化阻燃剂对环境释放的方法。这一具有创新意义且富有突破性的计划已经被视为化工行业“责任关怀”计划(“Responsible Care”program)承诺的组成部分。VECAP 的设计也充分体现了与ISO14001 环境质量控制标准的一致性。该方案旨在控制化学品对环境的排放水平。欧洲溴化阻燃剂工业协会(EBFRIP)设计了优秀做法章程(Code of Good Practice)以支持欧洲所有下游用户减少释放，包括提供储存、处理和使用溴阻燃剂的最佳做法的建议。这其中就包括四溴双酚A。至今，欧洲所有使用四溴双酚A 添加型应用的客户都开始采取减少释放的措施并且已经确定了释放基准线。VECAP目前正在向反应型用户扩展。最终整个行业这种积极控制四溴双酚A 对环境排放的做法将会获得认可。VECAP 带来的益处已经获得了第三方的确认。荷兰环境部化学品司司长Dick Jung 博士对VECAP 表示欢迎，并认为该方案也应该适用于其它行业的其它物质。Dick Jung 博士同时指出，该方案与欧盟化学品注册、评估、许可和限制制度目标相一致，有助于帮助行业负责任地控制化学品释放。自2005 年VECAP 开展以来，已经取得了显著成绩。VECAP已覆盖所有主要溴阻燃剂，并从欧洲扩展到北美和亚洲。
8.结论四溴双酚A在全世界都被允许使用。同时，还没有任何关于所谓替代品对环境影响的数据。四溴双酚A仍然是目前市场上经过科学检验最多且成本优势最高的阻燃剂产品之一。
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