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聚氨酯是由異氰酸酯(二元或多元)和至少含有2個(gè)活性H原子的羥基聚合物(多元醇）之間的縮聚反應(yīng)制得的，多元醇和異氰酸酯的選擇會(huì)影響聚氨酯泡沫的物理性能及阻燃性。

本文介紹聚氨酯泡沫用阻燃型多元醇：反應(yīng)型是通過多元醇鏈段和含P、鹵素(X）等阻燃元素的化合物進(jìn)行接枝改性反應(yīng)，從而制得具備阻燃性能的聚氨酯泡沫，其可明顯改善聚氨酯的物理機(jī)械性能，有效解決阻燃元素的遷移問題，阻燃性持久且與基體的相容性較好，不會(huì)融溶析出。

X系阻燃型多元醇

X系阻燃型多元醇成本低、阻燃效果好和應(yīng)用較為廣泛，其中以 CI 和 Br 的阻燃型多元醇為主，其自由基反應(yīng)機(jī)理如下:

Р系阻燃型多元醇

Р系阻燃型多元醇的性能優(yōu)異、低煙無毒，具有高效的阻燃性能和環(huán)境友好性，是長期以來研究的重點(diǎn)。含Р多元醇主要在凝聚相中起到阻燃作用，多元醇分解產(chǎn)生H3PO4、HPO3等，覆蓋在聚氨酯表面催化其脫水炭化，最終形成致密的C層，隔絕熱量傳遞和O2的滲透。此外，在氣相中含Р化合物高溫?zé)峤忉尫臥O·等，捕捉燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中的H·和HO·，從而終止反應(yīng)。其自由基反應(yīng)機(jī)理如下：

N系阻燃型多元醇

含N多元醇分解釋放NH3、N2等不燃性氣體，降低可燃?xì)怏w濃度，且吸收熱量降低聚氨酯泡沫表面溫度，起到氣相阻燃作用。三聚氰胺等化合物含N量很高，且環(huán)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有一定的剛性，摻入聚氨酯泡沫中可以顯著增強(qiáng)其物理性能。因此，三聚氰胺及其磷酸鹽等是制備含N阻燃型多元醇的常用試劑。

P-N協(xié)同阻燃型多元醇

引入單一阻燃元素往往不能滿足使用需求，研究表明:同時(shí)含有P、N元素的阻燃劑具有優(yōu)異的協(xié)同阻燃效果，因其同時(shí)具備氣相和凝聚相的阻燃作用，可以顯著提高聚氨酯泡沫的阻燃性能。

P-N協(xié)同阻燃型多元醇的阻燃機(jī)理

從機(jī)理圖中，含N化合物減少了Р的揮發(fā)，同時(shí)增加了Р的氧化，在凝聚相和氣相中分別生成致密的炭層以及NH3、H2O(g）等難燃性及不燃性氣體，從而抑制聚氨酯泡沫的燃燒，達(dá)到阻燃的目的。引入P、N不但可以在不同程度上提高聚氨酯泡沫的阻燃性能，而且還可以相應(yīng)提高聚氨酯泡沫的機(jī)械性能。

B系阻燃型多元醇

含B多元醇分解產(chǎn)生的氧化物會(huì)有效抑制含C化合物的氧化反應(yīng)，阻止反應(yīng)過程中的過氧基反應(yīng)，且含B多元醇會(huì)生成H3BO3，在聚氨酯泡沫表面形成一層熔融物，可以隔絕熱量和O2的傳播，阻燃性能優(yōu)良、毒性低，是良好的阻燃材料。

生物質(zhì)基阻燃型多元醇

石油基多元醇是制備聚氨酯泡沫的傳統(tǒng)原料，但是石油資源是不可再生資源，不僅存在污染性大、成本高的缺點(diǎn)，而且具有不可持續(xù)性。隨著國家大力倡導(dǎo)綠色生產(chǎn)，環(huán)保、可再生的生物質(zhì)資源越來越多地替代石油資源制備多元醇。一些低廉、來源豐富和性能優(yōu)異的植物油，如:蓖麻油、大豆油、菜籽油和桐油等，成為石油基聚醚/聚酯多元醇的替代物。生物質(zhì)基多元醇取代傳統(tǒng)的石油基多元醇是未來阻燃型多元醇的發(fā)展方向。

芳雜環(huán)阻燃型多元醇

芳雜環(huán)阻燃型多元醇多采用苯環(huán)、異氰脲酸酯和亞胺基三嗪環(huán)等基團(tuán)提高聚氨酯的阻燃性能和熱穩(wěn)定性等。芳雜環(huán)多元醇具有更高的耐熱性和阻燃性能，且雜環(huán)基團(tuán)的高耐熱性賦予聚氨酯泡沫更好的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性以及壓縮強(qiáng)度，芳雜環(huán)阻燃型多元醇在提高聚氨酯泡沫的阻燃性能和綜合物理性能方面起到了顯著作用，從而得到了廣泛的關(guān)注和研究。

(1）單阻燃元素的多元醇，因合成較簡單及成本較低，仍有一定的發(fā)展前景。如含Р的阻燃型多元醇，具備高效的阻燃性、穩(wěn)定性且不易揮發(fā)，繼續(xù)加強(qiáng)對含Р阻燃型多元醇的研究是未來的重點(diǎn)。

(2）協(xié)同阻燃效應(yīng)，可極大提高聚氨酯的阻燃性能，克服單一阻燃元素在氣相或凝聚相中的單一阻燃效果。深入研究協(xié)同阻燃作用機(jī)理，合成具有協(xié)同阻燃效應(yīng)的阻燃型多元醇，探索各種阻燃元素的相互協(xié)同阻燃效果，從而進(jìn)一步優(yōu)化配方設(shè)計(jì)，可有效提高聚氨酯泡沫的阻燃效果。

(3）生物質(zhì)資源，因綠色環(huán)保、原料來源廣泛而受到極大的關(guān)注，但原料阻燃效果欠佳，探索生物質(zhì)原料合成阻燃型多元醇，并嵌入P、N等阻燃元素，是未來發(fā)展的重點(diǎn)方向。

(4）阻燃型多元醇，雖然具有阻燃效果持久、不破壞聚氨酯結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但阻燃性能遜色于添加型阻燃劑，在阻燃型多元醇的基礎(chǔ)上，再引入適量添加型阻燃劑，如EG等，也是提高聚氨酯泡沫阻燃性能的發(fā)展重點(diǎn)。

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