磷系阻燃劑是阻燃劑中*重要的一種。根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)的不同,磷系阻燃劑又分為有機(jī)磷系、無(wú)機(jī)磷系阻燃劑兩類。有機(jī)磷系阻燃劑的研究主要包括磷酸酯、縮聚磷酸酯、有機(jī)磷酸鹽、氧化磷和磷雜環(huán)化合物。部分有機(jī)磷化合物雖然有一定的毒性, 但致畸性不高,其分解產(chǎn)物及其阻燃聚酯的燃燒產(chǎn)物中腐蝕性物質(zhì)、有毒物也很少。無(wú)機(jī)磷系阻燃劑主要是紅磷、聚磷酸銨 (APP)、磷酸二氫銨等磷酸鹽,受熱分解出磷酸、偏磷酸和 H2 O等 , 并促進(jìn)成炭覆于基材的表面從而起到阻燃的效果。

含磷阻燃劑的阻燃機(jī)理闡釋
長(zhǎng)期以來(lái) ,有關(guān)含磷阻燃劑阻燃機(jī)理有很多 ,但是已經(jīng)得到普遍認(rèn)可的機(jī)理有 3種。
1.1 氣相阻燃機(jī)理
含磷化合物在火焰中分解成小分子量組分如P, PO, PO2 和 HPO2,這些組分與氣相火焰區(qū)中的氫自由基和羥基自由基互相作用 ,減緩了燃燒鏈反應(yīng)進(jìn)程[ 1] 。在阻燃過(guò)程中 , 磷系阻燃劑產(chǎn)生的水蒸氣可降低聚合物表面的溫度與稀釋氣相火焰區(qū)可燃物的濃度 ,從而達(dá)到阻燃效果。
 
1.2  凝縮相阻燃機(jī)理
在燃燒時(shí),磷化合物分解生成磷酸液態(tài)膜 ,其沸點(diǎn)可達(dá) 300 ℃。同時(shí), 磷酸又進(jìn)一步脫水生成偏磷酸 ,偏磷酸進(jìn)一步聚合生成聚偏磷酸[ 2] 。生成的聚偏磷酸是強(qiáng)酸,具有很強(qiáng)的脫水作用 ,促使高聚物脫水炭化 ,降低材料的質(zhì)量損失速度和可燃物的生成量 ,而磷大部分殘留于炭層中。
 
1.3  協(xié)同阻燃機(jī)理
當(dāng)一種含磷阻燃劑與另外一種協(xié)同劑并用時(shí) , 產(chǎn)生的阻燃作用往往要大于由單一組分所產(chǎn)生的阻燃效果。

有機(jī)磷系阻燃劑中, 常用的是磷酸酯和膦酸酯類。例如 :9, 10-二氫 -9-乙二酸-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)與衣康酸的加合物是商品阻燃劑的活性成分 ,常作為共反應(yīng)劑用于聚酯纖維[ 13] 。在 PET纖維中以低裝填量(0.3% ～ 0.65% )的阻燃效果好。含磷 PET的阻燃劑很容易出現(xiàn)熔滴現(xiàn)象 , 可能是在燃燒中氧化降解產(chǎn)生的聚磷酸所導(dǎo)致。
 
氧氮化磷(PON)n是另一種在尼龍中有效的磷氮類阻燃劑。磷氮氧化合物可在多酯類化合物中與三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸酯、多磷酸銨、二乙基次膦酸鈣[ 14] 聯(lián)合使用。含 30%的 (PON)n可使PA6的LOI值由 22增至 32,能促進(jìn) PA6的深度成炭。 (PON)n和 Fe2O3結(jié)合阻燃 PA6在 UL94試驗(yàn)中能達(dá)到 UL94V-0級(jí)。 P2S5與雙氰氨的縮合產(chǎn)物是 (PON)x 的含硫類似物, 其效果好于(PON)x[ 15] 。 (PON)x是很好的焦化劑 。用 Fe2O3替換 5%(PON)x可以改善焦化。另一種(PON)x的阻燃模式是當(dāng)燃燒時(shí)在聚合物表面它可得到少量的熔化玻璃。