一高分子材料的燃烧过程与机理
01燃烧过程
高分子材料是指分子链上含有碳、氢、氧等元素的高分子化合物，大多数的高分子都是可燃的。高分子材料的燃烧是一系列物理变化和化学反应的综合，因此在高分子材料的燃烧过程中会表现出熔融软化、体积变化等特殊的现象。高分子材料的燃烧过程如图1所示，基本上可以分为以下三个步骤：
图1聚合物燃烧及阻燃示意图
（1）随着温度的逐渐提高，分子链中比较弱的键就会发生断裂，材料开始发生热分解反应。随着高分子材料热分解反应的不断进行和加剧，材料表面逐渐产生小分子气体，这些气体大多数都是具有可燃性的，这些可燃性的小分子气体与空气中的氧气混合从而形成了可燃性混合气体；
（2）随着分解反应的进行，高分子材料表面的混合气体的可燃物浓度逐渐增大，当混合气体的可燃气体浓度和外部环境温度达到燃烧所需的临界条件时，便会发生剧烈的化学反应，材料表面被迅速点燃；
（3）可燃性混合气体快速燃烧，放出大量的热，产生的热量不仅会传播到材料的底部，还会进一步提高材料周围环境的温度，从而加速材料的分解，从而产生更多的可燃性气体，最终使得燃烧反应持续进行。因此，高分子材料的燃烧可以看成是一个逐步促进、循环反应的过程。
作为碳氢化合物，PP的氧指数仅为17.4，易于燃烧，阻燃性差，且燃烧时发热较大，同时伴随着滴落容易引起火灾，对生命财产造成威胁。在电子电器领域，PP的这个易燃特性限制了其更广泛的应用，因此有必要对PP材料进行阻燃的研究开发。
02阻燃机理
阻燃机理大致可分为两类：连锁反应终止机理、表面隔绝机理和中断热交换机理。
（1）连锁反应终止机理PP燃烧时，先分解为烃，然后在高温下进一步热氧化裂解为游离的HO·，HO·的连锁反应是燃烧得以持续燃烧的原因，而连锁反应的终止就是消耗燃烧过程中产生的HO·。
（2）表面隔绝机理PP在燃烧时，阻燃剂不单吸收热量，还会在PP表面上生成固态化合物，该化合物起到阻隔基体与空气接触的作用，从而阻止燃烧。
（3）中断热交换机理该机理指的是阻燃剂在燃烧过程中能够吸收大量的燃烧热，使燃烧反应缺少足够的热量，进而发生自熄现象，达到阻燃效果。
二阻燃PP盘点
01金属氢氧化物阻燃剂
金属氢氧化物阻燃剂中活性炭具有很大的比表面积，并且官能团丰富，能够很好地与氢氧化钠镁颗粒上的羟基结合，有效地削弱了氢氧化镁表面极性，从而减少其发生团聚的可能，提高了氢氧化钠镁与PP基体的相容性，使得材料的阻燃性能得到增强。
此外通过测试吸油值的变化，可以进一步调整阻燃剂的最佳配比和最佳活化度，最终发现，当PP基体中加入25wt%活性炭改性氢氧化镁阻燃剂时，其极限氧指数达到最大值，为28.9%。
金属氢氧化物阻燃剂，用于改善PP材料的阻燃性，并在此基础上加入聚烯烃弹性体（POE和纳米碳酸钙CaCO3，来提高材料的力学强度。结果表明，改性后的PP复合材料可以同时拥有较强的阻燃性能和较高的力学强度。
02硼系阻燃剂
在PP/BN@MGO复合材料中，由于BN@MGO阻燃剂的包覆结构和烷基化改性，其烷基链接枝效率较高，碳元素可富集在填料表面，显著地增强了BN@MGO阻燃剂与PP体之间的亲和力，使之能均匀地分布于PP基体中。
同时改性处理BN@MGO具有曲折路径效应和高热稳定性，使得材料具有较低的热膨胀系数和较高的阻燃性能，而这些特性能够使PP/BN@MGO的复合材料在高效散热电子设备、家用电器和热管理领域具有广阔的应用空间。
APP/MCA-K-ZB填加量为25wt%时（APP/MCA-K-ZB质量比为3/1），PP复合材料可达到UL-94测试中的V-0等级，而极限氧指数高达32.7%。
同时热重分析（TGA）和扫描电子显微镜（SEM）测试表明，APP/MCA-K-ZB的加入可以形成致密的石墨炭层，这种致密的炭层能有效地保护下面的PP基体免受进一步燃烧，从而提高PP复合材料的热稳定性和成炭能力。
03?硅系阻燃剂
硅系阻燃剂中HNTs-Si能够在高温范围内保持原有的管状结构，并能够与热降解的PP链扭曲形成具有“纤维状”的致密炭层，从而有效地抑制了PP燃烧时的传热、传质和传烟。
并且聚硅氧烷能够降低HNTs-Si表面的极性，而显著增加了HNTs-Si与PP基材之间的相容性，而HNTs-Si和PP基体之间的裂纹桥接效应又可以有效提高PP复合材料的延展性。
硅系阻燃剂中nano-Sb2O3由十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇改性，OMMT由硅烷偶联剂改性，在经过球磨机预混后，采用熔融共混法制备了PP基阻燃复合材料。
结果表明，nano-Sb2O3颗粒与BPS具有良好的协同阻燃效果，两者不仅本身就具有气相阻燃作用，而且其反应产物溴化锑（SbBr3）也具有凝聚相阻燃作用。
同时蒙脱土可以形成阻隔效应，不仅可以提高PP基复合材料的热稳定性，而且可