阻燃原理主要涉及如何減少或阻止材料在火焰中的可燃性,以及如何減緩火焰的蔓延速度。當火焰移除後,阻燃材料能快速自熄。阻燃機理的實現主要通過以下幾種方式:
凝聚相阻燃機理。阻燃劑在材料表面形成玻璃狀或穩定的泡沫覆蓋層,隔絕氧氣,同時減少熱量傳遞,降低可燃性氣體釋放。
吸熱作用。阻燃劑在高溫下發生吸熱反應,吸收燃燒產生的部分熱量,降低材料表面溫度,抑制可燃性氣體生成。
釋放不燃性氣體。阻燃劑受熱分解後釋放不燃性氣體(如氮氣、二氧化碳),稀釋可燃性氣體濃度,降低燃燒速度。
形成炭化層。阻燃劑促使材料表面脫水炭化,形成隔熱焦炭層,阻止熱量傳遞和可燃氣體釋放。
捕捉自由基。阻燃劑在氣相中捕捉燃燒產生的自由基,減少燃燒反應的活性物質,降低火焰密度。
本徵型阻燃。在聚合物主鏈或側鏈中引入具有阻燃效果的原子或基團(如氮、矽、磷、鹵素等),提高聚合物本身的阻燃性能。
這些機理通常不是相互獨立的,而是根據不同的阻燃劑和材料類型,這些機理可能同時發揮作用。