为了减少火灾损失,提高人类环境安全水平,现在人们在选择不同用途的材料时,阻燃已成为经常考虑的重要因素之一。二乙基次膦酸铝,次磷酸铝,MPP阻燃剂,APP等常见含磷无卤阻燃剂是未来发展的几种重要产品。一般而言,材料在火中的行为可以用被引燃的难易程度;火焰传播速度,即火沿材料表面的蔓延速度;耐火性,即火穿透材料构件的速度;释热速度(HRR),即材料燃烧时放出的热量和放出的速度;熄的难易程度;生烟性,包括生烟量,烟的释放速度及烟的组成;有毒气体的生成,包括气体量、释放速度及组成。对这些阻燃性能的测定十分复杂,因为材料在真实火灾中所表现的阻燃性是与火灾情况有关的,而要模拟真实火灾条件来测定材料的阻燃性则非常困难,甚至不可能实现。所以,目前一些材料所标称的阻燃性常与很多和材料本身无关的测试条件有关,如试件的方向,试件的尺寸(表面积及厚度),试件的均匀性,引火源的位置和强度,测试环境(温度、热流强度等),试件的预处理条件,测试进行中及测试后所用的测定手段等。这就是说,一个阻燃材料所标称的阻燃性能并不完全是材料本身所固有的,而是与测定这些阻燃性能所采用的测试方法有关。例如,与引火源呈垂直放置的试样就比呈水平放置的试样所承受的高热作用大得多。
阻燃性能测试方法和标准很多,即使是测定同一阻燃参数的几个方法,有时也缺乏科学的相关性。实际上,有些阻燃测试方法是根据阻燃法规制定的,而有些方法则主要是为了满足研究工作的需要。前者一般是很实用的,但有其局限性,其评定结果是“通过”或“不通过”。后者则往往能测得更多的数据,并可在其基础上得出较科学和定量的结果,有时还能转化为数学模型和/或物理模型。有些阻燃材料的某些阻燃参数(如引燃性、自熄性)可能很好,但另一些阻燃参数则可能不合格而不宜用于某些场合。应当特别注意的是,阻燃不是一个绝对的概念,在标称材料的某一阻燃性能时,一定要具体说明采用的测试方法和测试条件。而且,为了正确使用阻燃高聚物,人们必须了解,使用现有的阻燃测试方法来评价高聚物的阻燃性是不全面的和不完全客观的,所以现代愈来愈多地采用那些可以测定材料阻燃基本性能,然后据此能够转化为数学模型和/或物理模型的测试方法。
此外,与材料阻燃性密切相关的一个基本问题是材料的阻燃机理,尽管已有很多人对其进行过长期的研究,但仍有很多未解决的问题,例如某些添加型阻燃剂对高聚物的作用机制就仍不十分清楚。而且,由于阻燃系统中常含有多种添加剂,它们之间的相互作用就使得阻燃剂对高聚物的阻燃机理更为复杂。阻燃机理及阻燃效率还与被阻燃高聚物的结构及性能有关。不过,研究不同阻燃剂对各种高聚物的阻燃机理是十分重要的,只有这样,才能有效地使用阻燃剂。另一方面,通过观察阳燃高聚物在阻燃测试中的行为及变化,研究各种材料的阻燃性能,也有助于加深人们对阻燃机理的洞察。
在任何实际应用中,评价一种材料的优劣应根据对它们的整体平衡分析。即除了材料的阻燃性外,材料的其他技术性能、环境因素和产品在整个使用期间(包括材料再生)的费用也是十分重要的。只有能全面满足优化最终产品各条件的材料,才具有长远的使用前景和竞争力。