關(guān)于磷（P）這種物質(zhì)，學(xué)過化學(xué)的都不會陌生，其中“紅磷”便是磷的同素異形體之一。從古至今，紅磷有諸多應(yīng)用，除了炸藥外最為人知的應(yīng)該就是火柴盒的側(cè)面摩擦條。當(dāng)劃火柴時，含有氧化劑（KClO₃）、易燃物（如硫等）的火柴頭和火柴盒側(cè)面摩擦發(fā)熱，放出的熱量使KClO₃分解，產(chǎn)生少量氧氣，使紅磷發(fā)火，從而引起火柴頭上易燃物（如硫）燃燒，這樣火柴便劃著了。

但這并不是紅磷的全貌，除了可用于制作火柴及炸藥等具有燃燒爆裂性質(zhì)的產(chǎn)品外，紅磷還有一種似乎與之背道而馳的應(yīng)用，那就是阻燃劑填料。或許會有人很奇怪，為什么同一種物質(zhì)的應(yīng)用可以如此兩極化。但若你了解過紅磷阻燃劑的應(yīng)用機(jī)制，這個疑惑自然就迎刃而解。

紅磷的阻燃機(jī)制

作為無機(jī)阻燃劑，具有阻燃效果持久、熱穩(wěn)定性好、無鹵素等優(yōu)點的紅磷阻燃劑無疑贏在了起跑點。紅磷(RP)亦稱赤磷，是由白磷在隔絕空氣的條件下加熱轉(zhuǎn)化而得的紫紅色無定形粉末，無毒無臭，具有金屬光澤。它與白磷的不同在于：白磷由P₄分子組成，分子中的磷原子形成四面體，在空氣中會自燃；紅磷也由P₄分子組成，但P₄中的一個鍵斷開并聚合形成高分子結(jié)構(gòu)，其著火點為240℃，因此在空氣中非常穩(wěn)定。

在400~450℃的燃燒環(huán)境下，紅磷會解聚成白磷，白磷在水氣的存在下被氧化，形成粘性的磷的含氧酸（如偏磷酸），這類酸既可覆蓋在材料表面，又可在材料表面脫水炭化形成液膜和炭層，將外界的氧、熱、揮發(fā)性可燃物與高聚物基質(zhì)隔開，中斷燃燒；而在燃燒時，紅磷與氧形成的PO·自由基還可以捕獲火焰中大量的H·與OH·自由基，因此具有阻燃性。

紅磷阻燃劑的改進(jìn)方法

不過紅磷用于阻燃劑的時候也存在一些弊端，譬如說它極易吸潮和氧化，會在表面慢慢形成磷的氧化物或酸，同時放出劇毒的磷化氫；其次紅磷與大多數(shù)塑料基體聚合物相容性不好，影響材料性能；最后紅磷對熱、摩擦和沖擊相當(dāng)敏感，在使用中存在安全隱患。因此需要對其做適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定化處理以獲得更大的應(yīng)用前景。

處理紅磷的方法很多，最有效的方法是對它進(jìn)行包覆，即微膠囊化，制造出微膠囊紅磷阻燃劑。關(guān)于這種微膠囊紅磷阻燃劑的制備工藝與優(yōu)勢，曾參加過珠海粉體檢測與表面修飾技術(shù)創(chuàng)新論壇、以無鹵阻燃劑為主要產(chǎn)品的蘇州市安特菲爾新材料有限公司的劉麗總經(jīng)理為小編詳細(xì)地介紹了一番。

微膠囊包覆紅磷阻燃劑，是安菲爾特新材料有限公司的拳頭產(chǎn)品，具有價格低，產(chǎn)品阻燃高效的特點。

紅磷的微膠囊化處理是通過物理或化學(xué)方法在細(xì)微紅磷粒子表面包覆一層有一定強(qiáng)度的連續(xù)、致密的無機(jī)物或高分子樹脂薄膜，通過囊材將芯材保護(hù)起來使得紅磷和外界隔絕，當(dāng)這種微膠囊紅磷添加到聚合物中，基材燃燒時，膠囊破裂進(jìn)而發(fā)揮阻燃作用。

按照囊材的不同，紅磷微膠囊化的方法可分無機(jī)包覆法、有機(jī)包覆法及無機(jī)-有機(jī)復(fù)合包覆法；而按照制備工藝的不同，則能分為界面聚合法、原位聚合法、溶膠-凝膠法、溶劑蒸發(fā)法及超臨界法等。

經(jīng)過微膠囊技術(shù)處理后，紅磷阻燃劑與高分子材料的相容性、抗沖擊強(qiáng)度都得到了提高，在加工過程中更安全、不產(chǎn)生有毒氣體，且細(xì)度高、粒徑范圍分布窄、分散性好，可廣泛應(yīng)用于PP、PE、PET、EVA、PC、PBT、EEA等熱塑性樹脂，環(huán)氧、酚醛、硅橡膠等熱固性樹脂，以及丁二烯橡膠、乙丙橡膠等各種電纜料、輸送帶、工程塑料的阻燃。而且據(jù)劉麗總經(jīng)理介紹，價格不到4萬/噸的包覆紅磷阻燃劑與價格大約在6萬/噸的有鹵阻燃劑相比，添加量僅需5-8%就可以達(dá)到有效阻燃，因此成本上更具優(yōu)勢，受到了大量客戶的青睞。

另外值得一提的是，若微膠囊紅磷與氫氧化鋁、膨脹性石墨等無機(jī)阻燃劑復(fù)配使用，制成復(fù)合型磷/鎂、磷/鋁、磷/石墨等非鹵阻燃劑，還能產(chǎn)生阻燃協(xié)同效應(yīng)，使阻燃劑用量大幅降低，從而改善塑料制品的加工性能和物理機(jī)械性能。

粉體圈 作者：小榆