前两天，有人问我

PET怎么做阻燃？

是不是跟TPE差不多？

字母都一样

我：大哥，这俩完全不等同，好嘛？

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聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是热塑性聚酯中最主要的品种之一，其发展极为迅速， 预计2020年全球PET产量将达11017万吨。

PET的耐疲劳性、耐摩擦性及耐老化性优良，电绝缘性突出，对大多数有机溶剂和无机酸稳定，而且生产能耗低，加工性良好，因而被广泛用于塑料包装瓶、薄膜及合成纤维。

目前PET应用领域基本上集中在电子电气、汽车及仪器仪表等工业，如在电子工业中用于制造要求耐热、电绝缘、力学强度高的零件；在汽车工业中用于制造质轻、耐冲击、耐摩擦的零件；在仪表工业中用于制造照相机外壳、仪表外壳、各种配件等。上述行业对零配件的安全性能尤其是阻燃性能的要求都较高，因此开发阻燃PET成为PET材料的研究“热点”。

问

那么，目前阻燃PET材料的主要方法有哪些呢？

答

主要有以下三种。

PET添加阻燃剂阻燃法

添加阻燃剂的方法与很多其它聚合物材料相同，是在PET基体中加入适当种类和用量的阻燃剂，利用阻燃剂和基体材料在燃烧时的气相或(和)凝聚相阻燃作用来提高PET的阻燃性能。

常见在PET中使用的阻燃剂包括溴系、磷系、氮系等。目前PET多用溴系阻燃剂阻燃，十溴二苯乙烷作为添加型阻燃剂被广泛地应用于PET、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的阻燃中，此外，美国大湖公司开发的溴化苯乙烯均聚物阻燃剂(PBs一64Hw)也具有热稳定性与色彩稳定性优异、不迁移、不喷霜、熔融可混、易加工等优点，正在逐渐被用于PET等热塑性聚酯的阻燃。

应用于PET阻燃的磷系阻燃剂包括：磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三乙酯、含溴三磷酸酯(TDBPPE)等。其中TDBPPE对PET的阻燃效果较好，这是因为TDBPPE在同一分子内含有溴和磷，具有卤-磷协同效应，而且磷在PET中的阻燃效率极高。用TDBPPE制造阻燃PET时，可以与三氧化二锑并用，也可以单独使用。对PET阻燃材料的氧指数而言，添加TDBPPE的效果是比较好的。但作为磷酸酯类添加型阻燃剂也有不足，主要是磷酸酯类阻燃剂大多为液体，耐热性差，挥发性大，相容性也不够好，且阻燃剂含磷量与阻燃效果大体成正比。

无机磷系阻燃剂也可用于PET材料的阻燃，主要有红磷、磷酸盐、聚磷酸铵，其中红磷是一种较好的PET阻燃剂，具有添加量少、用途广等优点。此外，磷酸盐在热塑性聚酯中也是一种有效的阻燃剂。

氮系阻燃剂也可用于PET的阻燃，目前应用的含氮阻燃剂主要包括三大类：三聚氰胺、双氰胺、胍盐及其衍生物。其中三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸和三聚氰胺磷酸酯是阻燃剂市场中最具有发展潜力的品种。

PET共聚阻燃法

共聚阻燃PET是以反应型阻燃剂作为第三单体参与到PET聚合反应过程中制备的 PET 阻燃复合材料。反应型阻燃剂一般含有 P、N 等阻燃元素，这些元素的存在能通过改变聚合物基体的热降解过程等方式来提高聚合物的阻燃性。在合成PET时，在聚合体系中加入能参与反应同时具有阻燃特性的反应第三单体，使其结合在分子主链上从而起到阻燃效果。但是已获得工业应用的这类阻燃剂很少，主要原因是其含磷量低、稳定性欠佳、合成时易齐聚化等。

含二苯乙炔结构共聚酯垂直燃烧过程示意图

用于阻燃PET的共聚阻燃单体中有苯基二羧苯基氧化膦(BCPPO)，它是极其典型的一种共聚阻燃单体，不仅具有优异的阻燃性能，而且能使阻燃PET的许多性能得到改善。

2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)也是PET合成时的阻燃第三单体，CEPPA 属于次磷酸衍生物，酸性较强，该化合物上的羟基和羧基具有较高的反应活性。

离聚物氧指数测试后样条(a)和离聚物阻燃抗熔滴示意图(b)

另外，双酚A和双酚F、10-羟基-10氧-10氢-吩恶磷-2，8-二羧酸钾盐(DHPPO–K)也可作为PET合成时的阻燃第三单体。DHPPO-K 能促进基材在高温下降解时形成稳定的炭层，有利于提高材料的阻燃性能。

PET智能阻燃法

PET智能阻燃是科学家最近提出的，智能阻燃的PET在成型加工时与普通的PET没有区别，但该PET在被点燃时其化学结构会发生变化，如发生快速交联应用，使其熔体黏度迅速陡增并加速炭化，从而起到阻燃与抗熔滴的双重作用。所得共聚酯可在保持PET原有特性的情况下，实现阻燃不熔滴。同时这种共聚PET中不含任何传统阻燃元素(如Cl、Br、P等)，为绿色阻燃新技术提供了一种全新的方法。

对于智能阻燃PET，科学家最近还提出了另外两种类型的智能阻燃技术，即“离子聚合物抗熔滴”和“高温自重排抗熔滴”。与高温自交联的化学交联相比，离子聚合物以可逆物理交联的方式，增大材料熔体粘度，实现抗熔滴(图4)。科学家最近设计了一系列含磷离子阻燃单体，所得的离聚物聚酯均表现出较佳的阻燃抗熔滴效果。“高温自重排抗熔滴”是通过在 PET 分子链中引入可高温重排的结构，在高温下通过聚合物分子重排，促进材料成碳化，实现阻燃抗熔滴。

总结而言：

1、目前工业上制备PET阻燃材料仍是以添加阻燃剂法为主，添加阻燃剂法制备PET 阻燃材料具有多种优势，通过多种阻燃剂的协同作用可以有效提高复合材料的阻燃性能。但添加型阻燃剂一般与 PET 的相容性较差，添加量通常较高，会引起制品的表观、力学性能的下降。

2、共聚阻燃改性法较为成熟，但其具有局限性，作为第三单体的反应型阻燃剂制备的PET 材料需要改变 PET 聚合生产的工艺流程，面对众多的 PET 产品，这种阻燃方法普适性较差，成本较高。

3、PET智能阻燃的研究才刚刚兴起，但其具有无限的发展潜力。

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