聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）是熱塑性聚酯最重要的品種之一，其發(fā)展非常迅速。 預(yù)計到2020年全球PET產(chǎn)量將達到11017萬噸。

PET發(fā)展史

1946年，英國發(fā)布了制備PET的第一個專利。? 1953年，美國杜邦公司首次實現(xiàn)了PET的工業(yè)化生產(chǎn)。 早期的PET幾乎全部用于合成纖維。 到80年代，PET作為一種工程塑料已經(jīng)取得了突破性進展，成為僅次于尼龍，聚碳酸酯，聚甲醛和聚苯醚之后的第五大工程塑料。

PET具有優(yōu)異的耐疲勞性，耐摩擦性和耐老化性，出色的電絕緣性，對大多數(shù)有機溶劑和無機酸穩(wěn)定，生產(chǎn)能耗低，加工性能良好，因此被廣泛用于塑料包裝瓶和薄膜和合成纖維中。

目前，PET的應(yīng)用領(lǐng)域基本上集中在電子，電氣，汽車和儀器儀表行業(yè)。 例如，在電子行業(yè)中，它用于制造需要耐熱性，電絕緣性和高機械強度的零件。 在汽車行業(yè)則用于制造需耐沖擊和耐摩擦的零件； 在儀器行業(yè)，用于制造攝像機外殼，儀器外殼，各種配件等。上述行業(yè)對零件的安全性能，尤其是阻燃性能都有很高的要求。 因此，阻燃PET的發(fā)展已成為PET材料研究的“焦點”。

目前阻燃PET材料的主要方法有以下三種

PET添加型阻燃法

添加阻燃劑的方法與許多其他聚合物材料相同。 將適當類型和數(shù)量的阻燃劑添加到PET基體中。 阻燃劑和基質(zhì)材料用于燃燒期間的氣相或（和）冷凝相阻燃作用來改善PET的阻燃性。

PET中常用的阻燃劑包括溴，磷和氮。 目前，PET主要用于溴系阻燃劑，十溴二苯乙烷廣泛用作PET和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的阻燃應(yīng)用中。 此外，廣州銀塑阻燃新材料股份有限公司開發(fā)的PET阻燃母粒還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和顏色穩(wěn)定性，不遷移，不起霜，與熔體混溶并且易于加工。 它正逐漸用于熱塑性聚酯（例如PET）的阻燃應(yīng)用中。

用于PET阻燃劑中的磷系阻燃劑包括：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對PET具有更好的阻燃效果，因為TDBPPE在同一分子中含有溴和磷，并具有鹵-磷協(xié)同作用，并且磷在PET中的阻燃效率極高。 使用TDBPPE制成阻燃PET時，可以與三氧化二銻結(jié)合使用，也可以單獨使用。 對于PET阻燃材料的氧指數(shù)，添加TDBPPE的效果更好。 但是，磷酸酯類阻燃劑也有缺點。 主要原因是磷酸酯類阻燃劑主要是液體，耐熱性差，揮發(fā)性大，相容性差，含磷量與阻燃效果大體成正比。


無機磷系阻燃劑也可用作PET材料的阻燃中，如紅磷、磷酸酯和聚磷酸銨，其中紅磷就是一種非常好的PET阻燃劑，具有用量少、用途廣等優(yōu)點。此外，磷酸鹽在熱塑性聚酯中也是一種有效的阻燃劑。


氮系阻燃劑也可用作PET的阻燃中。目前，含氮阻燃劑主要有三聚氰胺、雙氰胺、胍鹽及其衍生物。其中，三聚氰胺、氰尿酸和磷酸三甲胺是阻燃市場中最具潛力的品種。

PET共聚阻燃法

共聚物阻燃PET是通過使用反應(yīng)性阻燃劑作為第三單體參與PET聚合過程而制備的PET阻燃復(fù)合材料。反應(yīng)型阻燃劑通常包含阻燃元素，例如P和N。這些元素的存在可以通過改變聚合物基質(zhì)的熱解過程來改善聚合物的阻燃性。合成PET時，可參與反應(yīng)并具有阻燃特性的反應(yīng)第三單體被添加到聚合體系中，因此它與分子主鏈結(jié)合并具有阻燃作用。然而，這種阻燃劑幾乎沒有工業(yè)用途，這主要是由于它們的磷含量低，穩(wěn)定性不足以及在合成過程中容易齊聚化。

苯基二羧苯基氧化膦（BCPPO）是用于阻燃PET（一種非常典型的共聚阻燃單體類型）的共聚阻燃單體，從而使阻燃PET的許多性能得到改善。 ?

2-羧乙基苯基次磷酸鹽（CEPPA）也是PET合成中的第三阻燃單體，CEPPA是一種強酸性次磷酸鹽衍生物。另外，雙酚A和雙酚F，10-羥基-10氧-10氫-吩惡磷-2,8-二羧酸鉀鹽（DHPPO-K）也可以用作PET合成的阻燃第三單體。當基材在高溫下變質(zhì)時，DHPPO-K可以促進穩(wěn)定碳層的形成。這有助于提高材料的阻燃性。

PET智能阻燃法

科學(xué)家最近提出了智能阻燃PET。智能阻燃PET與普通PET在成型和加工過程中沒有什么不同，但是在點燃時，PET的化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。熔體的粘度迅速升高并促進碳化。從而起到阻燃和防熔滴的雙重作用。所得共聚酯可做到阻燃不熔滴，同時保持PET的原始性能。同時，這種共聚的PET不包含常規(guī)的阻燃元素（Cl，Br，P等），從而為綠色阻燃新技術(shù)提供了一種新方法。

關(guān)于智能阻燃PET，科學(xué)家最近提出了兩種類型的智能阻燃技術(shù)：“離子聚合物抗熔滴”和“高溫自重排熔滴”。與高溫自交聯(lián)的化學(xué)交聯(lián)相比，離子聚合物通過可逆的物理交聯(lián)方法提高了材料的熔體粘度并實現(xiàn)了防熔滴?？茖W(xué)家最近設(shè)計了一系列含磷離子的阻燃單體，所得離聚物聚酯具有更好的阻燃和防熔滴效果。 “高溫重排排抗熔滴”是具有可以在高溫下重排的結(jié)構(gòu)的PET分子。在高溫下，聚合物分子重新排列以促進材料的碳化并獲得阻燃抗熔滴。

結(jié)語

1、當前，PET阻燃材料的工業(yè)生產(chǎn)主要基于添加阻燃劑法為主，添加阻燃劑法來制備PET阻燃材料具有許多優(yōu)點。然而，添加型阻燃劑通常與PET相容性差，并且通常大量添加，從而降低了產(chǎn)品的外觀和機械性能。

2、共聚物阻燃改性的方法相對成熟，但有局限性。作為第三單體反應(yīng)型阻燃劑的PET材料需要改變PET聚合生產(chǎn)的過程。面對許多PET產(chǎn)品，這種阻燃方法并不具備通用性，而且成本也比較高。