果使单一产品难望其项背。用于长效农膜生产的光稳定剂正朝着高分子量、多官能团化、非碱性与反应型方向发展。其中，受阻胺光稳定剂（HALS）具有高效、多功能、无毒等优点，已成为21世纪光稳定剂发展方向。光引发剂随着用量的显著增多，种类早已从最初的过氧化物、偶氮二异丁氰等化合物中衍生出大量新品，在α－羟基酮之后，ITX、907等被市场广为接受，将是极具潜力的塑料助剂。
美国AMI咨询公司最新研究分析报告指出，2009年前中国塑料市场需求仍将保持全球最快增速。受中国强劲需求刺激，2009年前全球聚乙烯市场将以年均4．4％的速度增长，聚丙烯市场将以年均5．1％的速度增长。随着这些原料消费的快速增长，全球对塑料助剂的需求必将全面增长，国内助剂用量也将迅速增长。如何在塑料助剂的绿色、复合、细化等方面与国外塑料助剂缩短距离，是摆在国内塑料助剂企业面前的新课题。
塑料及其制品多具有可燃性,为了减少火灾的发生,常向塑料中加入一些阻燃剂以提高其抗燃性。与其它助剂相比,阻燃剂的开发和应用起步稍晚,但其发展却相当快,有些国家阻燃剂的生产量已仅次于增塑剂了。因此,研究阻燃剂与阻燃技术已成为十分重要的课题[1,2]。
随着现代高新科学技术的应用,老牌的阻燃剂已经远远不能满足市场对其性能的需求了,比如含卤阻燃剂在材料燃烧时放出大量的卤化氢气体,进而吸水形成具有强腐蚀性的氢卤酸而造成二次公害[2]。现今阻燃剂无卤呼声日益高涨,含卤阻燃剂很难在21世纪得到较大发展,而无机含结合水的阻燃剂,如Al(OH)3、Mg(OH)2等必将向微细化及纳米化方向发展[3,4],单一阻燃剂将被复合型具有协同效应的阻燃剂替代,21世纪的新型阻燃剂必将会是无卤、高效、低烟、低毒、多功能的复合型阻燃剂[5]。
1 阻燃剂的几种典型的阻燃机理 1.1 凝聚相阻燃机理
高温下阻燃剂在聚合物表面形成凝聚相,隔绝了空气,阻止热传递、降低可燃性气体释放量,从而达到阻燃目的。形成凝聚相隔离膜的方
元醇类,如N,N 双 (2 羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯、FMC公司生产的主要产品FR D和FR T等。
随着聚氨酯、聚烯烃以及各种工程塑料阻燃要求的提出,相继又出现了一系列相容性好、稳定性高的新型大分子量或聚合物型有机磷阻燃剂。例如,美国GreatLake公司生产的CN 1197,系季戊四醇基磷酸酯阻燃剂,可用于环氧和不饱和聚酯树脂等复合材料的阻燃;以CN 1197为中间体衍生出一系列新阻燃剂,如采用CN 1197与丙烯酸反应制备出含有笼状磷酸酯结构的阻燃丙烯酸酯,与聚磷酸铵复配,可用于聚丙烯的阻燃,效果十分显著。
王玉忠等[13]合成了聚苯基膦酸二苯砜酯(PSPPP)、聚苯基膦酸二苯偶氮酯(PAPPP)及聚苯基膦酸双酚A酯(PBPPP)。PSPPP系采用双酚S和苯膦酰二氯为原料,用熔融缩聚方法合成,数均分子量超过104,该产品具有很高的热稳定性,对PET具有极好的阻燃作用;PAPPP则是以苯膦酰二氯和对氨基苯酚为原料,经重氮化和界面缩聚反应制得,该化合物具有较低的分解温度和高残余量,具有良好的阻燃性;PBPPP则是以苯膦酰二氯和四溴双酚A为原料,经熔融缩聚反应合成,产品具有较高分子量、较好的热稳定性,对PET具有较好的阻燃性。
2.2 磷 氮系膨胀型阻燃剂的开发充满活力 膨胀型阻燃剂一般以磷、氮为主要成分,不含卤素,也不采用氧化锑为协效剂。含有这类阻燃剂的高聚物受热时,表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止产生熔滴现象,具有良好的阻燃性能。膨胀型阻燃剂符合当今要求阻燃剂少烟、低毒的发展趋势,被认为是实现阻燃剂无卤化很有希望的途径之一。膨胀型阻燃剂分混合膨胀型和单组分膨胀型。混合膨胀型阻燃剂是由于个别的酸源(如磷酸盐或磷酸酯)、碳源(如多元醇)及气源(如含氮化合物)组成的混合物。如HoechstCelanese公司生产的Ex olitTFR系列和Montedison公司的SpinflamMF82系列,它们都是以磷、氮为活性组分,不含卤素和氧化锑,燃烧时主要在凝聚相起作用,能生成焦碳层,保护下层基质不继续燃烧和不产生熔滴,还可抑制生烟量,不产生有毒或腐蚀性气体,具有优异的热稳定性和加工使用性能。适合于阻燃PE和PP,当用量为25%~30%时,阻燃材料氧指数可达30,阻燃级别达UL94V 0级。
以聚磷酸铵为基础的膨胀型阻燃剂是当前的研究热点。廖凯荣[14]
大优于许多小分子阻燃剂,有可能成为今后的更新换代产品[18]。 2.4 表面改性、超细化是无机阻燃剂发展方向
无机阻燃剂具有热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性和有毒气体等特点,且价格便宜,无机阻燃剂占各类阻燃剂一半以上。主要品种有:氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化钼、氧化锆、钼酸铵、硼酸锌等,其中氢氧化铝(ATH)占无机阻燃剂的80%以上。但由于无机阻燃剂的阻燃效果差,添加量大,须采用新技术,如超细化、表面改性、大分子键合等进行改进[10~12,19]。
2.4.1 表面改性 无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性,同非极性聚合物材料相容性差,界面难以形成良好的结合和粘接。为改善其与聚合物间的粘接力和界面亲和性,采用偶联剂对其进行表面处理是最为有效的方法之一。常用的偶联剂是硅烷和钛酸酯类。如经硅烷处理后的ATH,阻燃效果好,能极有效提高聚酯的弯曲强度和环氧树脂的拉伸强度;经乙烯 硅烷处理的ATH,可用于提高交联乙烯 醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐热性和抗湿性。钛酸酯类偶联剂和硅烷偶联剂可以并用,能产生协同效应。经过表面改性处理后的ATH表面活性得到了提高,增加了与树脂之间的亲和力,改善了制品的物理机械性能,增加了树脂的加工流动性,降低了ATH表面的吸湿率,提高了阻燃制品的各种电气性能,而且可将阻燃效果由V 1级提高到V 0级。
2.4.2 超细化 目前,ATH的超细化、纳米化是主要研究开发方向。ATH的大量添加会降低材料的机械性能,而采用超细化的,特别是纳米级的ATH填充塑料,会起到刚性粒子增塑增强的效果。这是由于阻燃作用的发挥是由化学反应所支配的,对于等量的阻燃剂,其粒径愈小,比表面积就愈大,阻燃效果就愈好。另一方面,超细化、纳米化的ATH,增强了界面的相互作用,可以更均匀地分散在基体树脂中,更有效地改善共混料的力学性能。如在LDPE/EVA(70/30)中填充美国Solem公司开发的粒径为10μm的ATH,挤塑能力可提高40%。 3 几种新型阻燃技术 3.1 消烟技术
在火灾中,烟是最先产生和最易致死且贻误救火时机的因素,所以当代的“阻燃”是与“抑烟”相提并论的,而且对某些塑料,如PVC而言,“抑烟”比“阻燃”更为重要[18,20]。含卤高聚物、卤系阻燃剂和锑类化合物是主要的发烟源。因此除了阻燃剂的非卤化是减少发烟量的主要途径外,对PVC等含卤高聚物采用添加消烟剂是解决发烟的另一条措
尴尬的溴系阻燃剂如何发展
溴系阻燃剂作为目前最大的阻燃剂品种，其中经典产品的生产工艺成熟，性价比优良，应用范围广泛，在塑料制品中用于阻燃防火的历史多达半个世纪。特别是溴系阻燃剂分解温度与高分子合成材料相匹配，因此使用很少的量就可以达到最佳的阻燃效果，在火灾易发的电子电气产品中应用不可或缺，目前在某些领域还没有更优的替代品。 目前有越来越多的人偏爱“绿色”阻燃剂，认为溴系阻燃剂在燃烧时会产生有毒烟雾，大力推行“无卤”阻燃剂，认为无卤阻燃剂就是环保安全的；而有关研究机构认为溴系阻燃剂能显著减少高聚物燃烧时有毒气体的排放，有利于保护环境，处在这两种声音之间，溴系阻燃剂的地位愈加尴尬，未来走势更是让业内人士捏一把汗。 调查发现，现在的溴系阻燃剂由于其显而易见的优点仍然有市场竞争力。国际上主要的溴系阻燃剂生产商都在积极配合有关组织进行人体健康和环境安全方面的风险评估，而且国内外阻燃剂行业多年来一直致力于开发安全使用溴系阻燃剂的技术及更加安全的新品种。在目前的技术条件下，完全禁用溴系阻燃剂在某些领域是不现实的，另外，不是所有溴系阻燃剂都会对人体健康和环境产生不良影响。
工程塑料小知识
ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 典型应用范围:
汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 注塑模工艺条件:
干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度：210~280C；建议温度：245C。模具温度：25…70C。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力：500~1000bar。注射速度：中高速度。
料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道，浇口尺寸应当比冷流道要小一些。
化学和物理特性:
PA12是从丁二烯线性，半结晶-结晶热塑性材料。它的特性和PA11相似，但晶体结构不同。PA12是很好的电气绝缘体并且和其它聚酰胺一样不会因潮湿影响绝缘性能。它有很好的抗冲击性机化学稳定性。PA12有许多在塑化特性和增强特性方面的改良品种。和PA6及PA66相比，这些材料有较低的熔点和密度，具有非常高的回潮率。PA12对强氧化性酸无抵抗能力。
PA12的粘性主要取决于湿度、温度和储藏时间。它的流动性很好。收缩率在0.5%到2%之间，这主要取决于材料品种、壁厚及其它工艺条件。
PA6 聚酰胺6或尼龙6 典型应用范围:
由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。 注塑模工艺条件:
干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105C，8小时以上的真空烘干。
熔化温度：230~280C，对于增强品种为250~280C。
模具温度：80~90C。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90C。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20~40C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。
注射压力：一般在750~1250bar之间（取决于材料和产品设计）。 注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。 流道和浇口:
由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不
工程塑料的总结的很多资料，例如尼龙66,PBT,ABS,PP,PCABS
