水合氧化鋁受熱釋放出化學上結合的水,吸收燃燒熱量,降低燃燒溫度。在發(fā)揮阻燃作用時,主要是兩個結晶水起作用,另外,失水產物為活性氧化鋁,能促進一些聚合物在燃燒時稠環(huán)炭化,因此具有凝聚相阻燃作用。從該機理可知使用水合氧化鋁作阻燃劑,添加量應較大。
鎂元素阻燃劑主要品種為氫氧化鎂,是近幾年來國內外正在開發(fā)的一種阻燃劑,它在 340℃左右開始進行吸熱分解反應生成氧化鎂,在 423℃下失重達最大值,490℃下分解反應終止。從量熱法得知,其反應吸收大量熱能 (44.8KJ/mol),生成的水也吸收大量熱能,降低溫度,達到阻燃。
氫氧化鎂的熱穩(wěn)定性和抑煙能力都比水合氧化鋁好,但由于氫氧化鎂的表面極性大,與有機物相容性差,所以需要經過表面處理后才能作為有效的阻燃劑。另外,它的熱分解溫度偏高,適宜熱固性材料等分解溫度較高的聚合物的阻燃。
錫是較早用于纖維素的一種阻燃元素[[71,由于錫化合物處理后的材料不會對環(huán)境產生污染,因而獲得迅速發(fā)展。用于纖維素材料的主要是二價和四價錫的氧化物。錫元素阻燃機理主要是通過改變纖維素熱分解而達到的。糖類中羚基是金屬原子的供電子體,易形成配位化合物,生成的Sn-O-C鍵有利于纖維素的脫水炭化,提高了它的耐熱作用。二價或四價錫的氯化物常用作蛋白質的阻燃劑,其阻燃機理也是通過凝聚相起作用,主要途徑是減緩蛋白質鏈的分解速度。