膨胀阻燃剂中炭层的阻燃作用

膨胀阻燃剂简称IFR，目前配方体系较多，为了提升阻燃和成炭效果通常会在配方中加入一定量的三嗪成炭剂或者焦磷酸哌嗪，对膨胀阻燃剂的效果提升明显。膨胀阻燃剂中炭层的阻燃作用主要表现在以下几个方面。

膨胀阻燃剂受强热时在高聚物表面成炭及发泡形成的膨胀炭层（炭层密度随温度升高而下降）可作为气相与凝聚相间传热、传质的物理屏障，是凝聚相阻燃。以膨胀阻燃剂阻燃高聚物时，在燃烧早期，即高聚物的热降解生成气态可燃物的阶段，即有可能终止燃烧。

膨胀阻燃剂主要在凝聚相发挥阻燃功效。聚磷酸铵APP/三嗪成炭剂(3/1)阻燃的聚丙烯，其氧指数和N2O指提升60%，其阻燃作用独立于所用的氧化剂，这表明添加剂是通过凝聚相阻燃机理起作用。

炭层的阻燃作用除了作为传质传热屏障外，还由于炭层含有的自由基能与混合物热降解过程中形成的气态自由基反应，有助于终止高聚物热裂解中的自由基反应链，和减缓被炭层保护的高聚物在凝聚相中的热降解。同时，炭层可作为酸性催化物质的载体，而这类催化物能与高聚物氧化降解中形成的氧化产物反应。

阻燃剂中炭层的阻燃效果与配方，成炭剂种类，阻燃基材有较大的关系，如果添加填料，金属氧化物等，炭层的阻燃效果可能下降。