磷氮元素为什么具有协同阻燃效果

无卤阻燃剂中通常含有磷，氮两种元素，单独使用可以阻燃，但是通常我们会复配成膨胀型无卤阻燃剂，复合阻燃剂的阻燃效果更好，添加量更少，对材料的物理性能影响更小。磷氮元素为什么具有协同阻燃效果呢？阻燃过程如何？常用的阻燃剂单体有哪些呢？下面我们简单探讨。

磷元素在凝聚相阻燃中可形成稳定的含磷炭层，比如次磷酸铝，红磷，聚磷酸铵，二乙基次膦酸铝，磷酸酯类；氮元素在高温下生成无毒的难燃性气体，比如氨气，氮气，二氧化氮等，这些难燃的气体可以稀释可燃气体的浓度，常见的产品有MCA，聚磷酸铵，MPP等。这些产品的磷、氮元素协同时，燃烧过程中氮元素生成的气体还可以作为炭层的发泡剂，形成发泡的膨胀型多孔炭层，限制可燃性气体进入气相以达到隔热、隔氧的作用。

不同的阻燃元素往往具有不同的化学特性，当两种或两种以上的阻燃元素共存时在材料燃烧过程中产生了增强的阻燃作用或效应，称为阻燃元素协同效应。元素协同效应的产生有多种原因，其一是因为特定阻燃元素之间或者含阻燃元素的化合物之间能够发生特定的反应，生成具有良好阻燃性能的产物；其二是不同的阻燃元素在燃烧时形成的产物虽然不能发生反应，但不同产物之间在抑制燃烧过程中分别发挥作用，形成对于燃烧过程抑制的协同作用。磷-氮协同阻燃效应是研究最多的阻燃元素协同效应。

无卤阻燃剂中磷氮的协同阻燃机理主要是通过磷元素形成碳层，吸热，氮元素形成难燃气体，稀释可燃物气体和氧气以达到协同阻燃的效果。