關于磷（P）這種物質，學過化學的都不會陌生，其中“紅磷”便是磷的同素異形體之一。從古至今，紅磷有諸多應用，除了炸藥外最為人知的應該就是火柴盒的側面摩擦條。當劃火柴時，含有氧化劑（KClO₃）、易燃物（如硫等）的火柴頭和火柴盒側面摩擦發熱，放出的熱量使KClO₃分解，產生少量氧氣，使紅磷發火，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的產品外，紅磷還有一種似乎與之背道而馳的應用，那就是阻燃劑填料。或許會有人很奇怪，為什么同一種物質的應用可以如此兩極化。但若你了解過紅磷阻燃劑的應用機制，這個疑惑自然就迎刃而解。

紅磷的阻燃機制

作為無機阻燃劑，具有阻燃效果持久、熱穩定性好、無鹵素等優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構，其著火點為240℃，因此在空氣中非常穩定。

在400~450℃的燃燒環境下，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、揮發性可燃物與高聚物基質隔開，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、摩擦和沖擊相當敏感，在使用中存在安全隱患。因此需要對其做適當的穩定化處理以獲得更大的應用前景。

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

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品，具有價格低，產品阻燃高效的特點。

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

按照囊材的不同，紅磷微膠囊化的方法可分無機包覆法、有機包覆法及無機-有機復合包覆法；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、溶劑蒸發法及超臨界法等。

經過微膠囊技術處理后，紅磷阻燃劑與高分子材料的相容性、抗沖擊強度都得到了提高，在加工過程中更安全、不產生有毒氣體，且細度高、粒徑范圍分布窄、分散性好，可廣泛應用于PP、PE、PET、EVA、PC、PBT、EEA等熱塑性樹脂，環氧、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。而且據劉麗總經理介紹，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%就可以達到有效阻燃，因此成本上更具優勢，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、膨脹性石墨等無機阻燃劑復配使用，制成復合型磷/鎂、磷/鋁、磷/石墨等非鹵阻燃劑，還能產生阻燃協同效應，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械性能。

粉體圈 作者：小榆