聚丙烯（PP）的密度为0.9g/cm3，是密度最小的通用塑料。此外，PP的烷烃链还使其具有较好的化学稳定性等特点。这些优异的性能使PP成为了应用最广的通用塑料，大量应用于汽车复合材料、家用电器壳体、管材、玩具、包装薄膜、建筑材料等领域。

但是，PP属于易燃材料，在热氧条件下，PP的相对分子质量在300℃以上迅速下降，其裂解产物主要为短链烯烃、醛类和酮类化合物，其极限氧指数仅为18%左右，且在燃烧过程中易出现融滴和流延起火现象。

因此，为了适用更多的应用场合，对PP材料进行阻燃处理十分必要。本文综述了近年来 PP材料无卤阻燃改性技术的研究进展，并分析了其阻燃机理。

近日，北京工商大学汤维等报道了聚丙烯材料无卤阻燃改性的研究进展。经过多年的发展，已经开发出了多种无卤阻燃 PP的方案，PP用无卤阻燃剂品种主要包括镁⁃铝系无机阻燃剂、磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂等种类。这其中又以膨胀型阻燃剂的研究和应用最广，是目前市场主流的PP用阻燃剂产品。

实际上，大部分PP阻燃配方中包含多种阻燃剂成分，不同的成分可根据不同的机理单独产生阻燃作用，或者多种阻燃成分之间存在协同阻燃效应，从而在PP基体中发挥优异的阻燃效果。

镁⁃铝系阻燃剂

应用最广品种有氢氧化镁（MH）、氢 氧 化 铝（ATH）和水滑石（LDH）等。在结构上，MH、ATH 和LDH都带有丰富的OH根基团，在受热燃烧时，会释放出水分并且生成氧化镁、氧化铝的保护层。水分起到降低环境温度并冲淡材料周围氧气的浓度的作用；而生成的氧化物成为物理屏障，切断材料与外界的物质交换。在气相和凝聚相共同作用来抑制材料的燃烧强度。

但是其在阻燃PP的时候有一个明显的缺点，就是该类阻燃剂需要在很大的添加量的情况下才能达到较好的阻燃效果，添加量一般在50%（质量分数，下同）以上，阻燃效率低，并对材料的力学性能损害较大，因此大多数研究中将这类阻燃剂与其他阻燃剂品种复配使用。

磷系阻燃剂 

根据不同组成，磷系阻燃剂可以分为有机/无机磷系两大类，具体品种主要包括红磷、磷酸盐、磷酸酯等。该类物质在燃烧的时候能够产生偏磷酸和焦磷酸等物质覆盖于材料表面形成保护层；此外，磷系阻燃剂还可以分解释放含磷自由基起到气相淬灭的效果。

磷系阻燃剂的阻燃性能优良，在 PP 用阻燃剂领域备受关注并极具发展前景，在中国具有较大发展潜力和空间。由于磷系阻燃剂具有结构的多样性、复合应用的灵活性，推动着磷系阻燃剂领域发展新结构化合物以及新型高效复合阻燃体系。

目前中国磷系阻燃材料发展迅速，研究及生产活跃，中国阻燃剂研发已经在本领域取得突破。

膨胀型阻燃剂

在现有的对PP材料阻燃改性的方案中，IFR阻燃方案无疑是最成熟且高效的方案之一。

IFR 是一种在受热过程中形成多孔膨胀炭层而通过隔热、隔氧和阻止裂解产物挥发而产生阻燃作用的阻燃体系。因其无卤、燃烧时低烟低毒、无熔滴等优点成为近些年来研发的热点，并被认为是一种极具发展潜力的绿色阻燃剂。

IFR在作用时可分为物理膨胀和化学膨胀，其中以化学膨胀型阻燃剂为主。

图1 膨胀阻燃体系作用原理图

近些年来，酸源以APP和MPP的使用最为广泛，其既是酸源、也是气源，APP和MPP在其单独阻燃PP材料时，能产生一定的气相淬灭效应来降低材料的燃烧强度，但其成炭性能一般，不能形成具有阻隔作用的炭层，从而不能很好的抑制PP燃烧。

在IFR体系中，酸源虽是真正意义上的阻燃剂，其添加量最大，炭源和气源属于协效剂，但是成炭剂是形成膨胀型炭层的基础。因此，近些年来国内外的研究团队对膨胀阻燃体系阻燃PP的研究主要在于新型成炭剂的合成，以及构建高效的IFR体系。

PP作为用量最大的塑料制品之一，其发展趋势是朝着轻、薄、小以及高性能化方向发展，因此高性能阻燃剂品种的需求会不断增加。

此外，PP材料的阻燃性能和力学性能对于其应用同样重要，因此需要研究更高效率的阻燃剂来降低其在PP中的添加量，或者研究阻燃剂不同结构形式对PP力学性能的影响。

在目前所有PP阻燃改性方案中，膨胀型阻燃剂阻燃应用是主流方案，但是也存在一些问题，如酸源、气源较单一，成炭剂的清洁生产技术需要进一步开发，协效剂的遴选与应用需要进一步开展。这将推动我们在PP用阻燃剂的开发上向高性能阻燃剂产品不断努力。