PC阻燃剂通过气相抑制、凝聚相防护、降温吸热三种核心机制阻断燃烧链条,不同类型的阻燃剂会侧重其中一种或多种机制,最终实现抑制 PC 材料燃烧、延缓火焰蔓延的效果。

一、气相阻燃机制(阻断燃烧反应链)
该机制主要通过干扰燃烧过程中的 “自由基链式反应” 实现,是溴系、部分磷系阻燃剂的核心作用方式。
高温下,阻燃剂(如溴系的四溴双酚 A)会分解产生自由基捕获剂(如溴自由基、氢溴酸气体)。
这些物质会与燃烧反应中产生的活性自由基(如羟基自由基・OH、氢自由基・H)结合,生成稳定的小分子化合物(如 H₂O、Br₂)。
活性自由基被消耗后,燃烧链式反应无法持续传递,火焰会因缺乏 “反应动力” 而熄灭或减弱,从而抑制火焰蔓延。
二、凝聚相阻燃机制(形成物理防护层)
该机制通过在 PC 材料表面形成致密保护层隔绝燃烧条件,是磷系、无机系阻燃剂的主要作用方式。
燃烧时,阻燃剂(如磷系的双酚 A 双磷酸酯)会促进 PC 材料表面发生碳化反应,形成一层连续、致密的碳化层。
这层碳化层结构稳定、导热性差,能像 “屏障” 一样隔绝氧气(燃烧的必要条件),同时阻止 PC 材料内部的可燃气体挥发到火焰中。
部分无机系阻燃剂(如纳米二氧化硅)还会与 PC 分解产物结合,增强碳化层的强度,避免保护层在高温下破裂,进一步延长防护时间。
三、降温吸热机制(降低燃烧温度)
该机制通过吸收热量、释放冷却介质降低材料温度,主要由无机系阻燃剂(如氢氧化镁、氢氧化铝)实现。
无机阻燃剂在高温(通常 200-350℃)下会发生分解反应,这个过程需要吸收大量热量,直接降低 PC 材料表面及内部的温度。
分解同时会释放出水蒸气等不可燃气体,这些气体一方面能稀释空气中的氧气浓度,另一方面会带走部分热量,进一步降低燃烧区域的温度。
当温度降至 PC 材料的燃点以下时,燃烧会自动停止,从而达到阻燃效果。