橡膠是制造飛機(jī)、軍艦、汽車、拖拉機(jī)、收割機(jī)、水利排灌機(jī)械、醫(yī)療器械等所必需的材料。除少數(shù)合成橡膠外，大多數(shù)橡膠制品都是易燃或可燃的，目前主要采用添加阻燃劑的方法來提高其阻燃性。另外，在單體中引入阻燃元素也是阻燃技術(shù)中的有效方法。

1、橡膠的分類

（1）根據(jù)來源不同，橡膠可分為天然橡膠與合成橡膠兩種。

合成橡膠是以石油、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴為單體聚合而成的。合成橡膠在性能上不如天然橡膠全面，但它具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高低溫等特性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通及日常生活中。

天然橡膠具有很強(qiáng)的彈性和良好的絕緣性、可塑性、隔水、隔氣、抗拉和耐磨等特點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、運輸、機(jī)械制造、醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域和日常生活等方面。

（2）按照分子組成和燃燒程度，橡膠可分為三類：

①主鏈只含碳、氫的橡膠，又稱為烴類橡膠，如丁苯橡膠（SBR）、天然橡（NR）、丁膠（NBR）和乙丙橡膠（EPR、EPDM）等，是橡膠中數(shù)量最大的一類，都是易燃或可燃的材料。

②主鏈除含碳、氫以外，還含有其它元素的橡膠，如硅橡膠，也是可燃或易燃的，但燃燒速度相對較慢。

③含鹵素的橡膠，如氯丁橡膠（CR）、氯磺化聚乙烯橡膠（SM）、氯化聚乙烯（CPE）、氟橡膠（FKM）等，鹵素含量28%~40%，這類橡膠一般較難燃燒。

以上橡膠中，天然橡膠和大多數(shù)的合成橡膠都具有可燃性，未經(jīng)阻燃處理的橡膠制品存在火災(zāi)隱患，因此對于電線、電纜、橡膠輸送帶和礦井下用的橡膠導(dǎo)風(fēng)管等制品來說，必須對其進(jìn)行阻燃處理。

2、橡膠材料的阻燃途徑

（1）加入一種或幾種助劑，改變橡膠的熱分解行為，提高橡膠的耐熱性。

（2）在受熱時，加入的助劑能夠產(chǎn)生不燃性氣體，或產(chǎn)生隔絕O₂的粘稠物質(zhì)，或受熱時能夠吸收熱量，使橡膠無法滿足燃燒三要素。

（3）加入可以捕獲燃燒自由基的助劑，中斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使燃燒終止。

（4）改變橡膠分子鏈的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，提高熱分解能力或者使其自身具有阻燃性。

添加各類阻燃劑仍是目前橡膠阻燃改性的重要手段。

3、橡膠材料所用阻燃劑

（1）鹵素阻燃劑

鹵素阻燃劑能夠在高溫條件下裂解釋放出鹵素自由基，用以捕捉橡膠降解生成的活潑自由基，從而中斷燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。這類阻燃劑通常與銻協(xié)同使用，阻燃效果更加顯著。但是鹵素阻燃劑燃燒時產(chǎn)生大量煙霧、腐蝕性氣體而危害環(huán)境及人類健康，這在一定程度上限制了鹵素阻燃劑在橡膠領(lǐng)域中的應(yīng)用。

（2）無鹵阻燃劑

用于阻燃橡膠的無鹵阻燃劑包括金屬氫氧化物阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、膨脹型阻燃劑、硅系阻燃劑等。

①金屬氫氧化物阻燃劑

金屬氫氧化物具有價格低廉、不揮發(fā)、添加量大等特點，在燃燒時，不產(chǎn)生腐蝕性氣體、煙霧小，具有很高的安全性。在丁腈橡膠（NBR）中，氫氧化鋁比氫氧化鎂更有優(yōu)勢。由于氫氧化鎂耐溫高、脫水慢，而且在混煉時易發(fā)生粘輥現(xiàn)象，同時價格較高，因此氫氧化鋁更適宜作為NBR的阻燃劑。

②磷系阻燃劑

用于阻燃橡膠的磷系阻燃劑按組成可分為無機(jī)磷系阻燃劑和有機(jī)磷系阻燃劑，前者主要有紅磷和磷酸鹽，后者主要有磷酸酯和亞磷酸酯等。

紅磷由于耐熱低、穩(wěn)定性差、著色重等缺陷，直接應(yīng)用會受到諸多限制，必須對紅磷進(jìn)行微膠囊化處理。

③氮系阻燃劑

用于阻燃橡膠的氮系阻燃劑，最為常見的就是三聚氰胺及其鹽類。三聚氰胺和MCA的含氮量較高，通常與磷系阻燃劑協(xié)同使用。

④膨脹阻燃劑

膨脹型阻燃劑的出現(xiàn)為無鹵阻燃橡膠提供了一種新的途徑，這包括物理膨脹阻燃劑（可膨脹石墨）和化學(xué)膨脹阻燃劑（碳源+氣源+酸源）。

⑤其他阻燃劑

部分含硅化合物如二氧化硅、聚倍半硅氧烷以及層狀無機(jī)填料如納米黏土、有機(jī)改性蒙脫土、絹云母粉、陶土、碳酸鈣等其他無機(jī)填料也逐漸被用于橡膠制品中。通過不同阻燃體系間的協(xié)同作用，可以進(jìn)一步改善橡膠材料的阻燃性能。

4、橡膠材料阻燃評價方法

（1）氧指數(shù)

氧指數(shù)是指材料在氧氣與氮氣的混合氣流中進(jìn)行有焰燃燒所需的最低氧濃度，用氧氣所占的體積百分?jǐn)?shù)來表示。一般情況下，氧指數(shù)越高，材料越不易燃燒。常用標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 2406.2、ASTM D2863、ISO 4589-2、JIS K7201-2。

（2）水平燃燒

可針對塑料板、橡膠板、發(fā)泡材料等進(jìn)行水平方向的燃燒，常見水平燃燒的級別為HB、HB40、HB75、HBF、HF-1、HF-2。常用標(biāo)準(zhǔn)有UL94、ASTM D635、GB/T 2408、ASTM D4986、ISO9772。

（3）垂直燃燒

可針對塑料板、橡膠板、發(fā)泡材料、薄膜材料等進(jìn)行垂直方向進(jìn)行燃燒，常見垂直燃燒的級別為V-0、V-1、V-2、VTM-0、VTM-1、VTM-2、FV0、FV1、FV2、VW-1。常用標(biāo)準(zhǔn)有UL94、GB/T 2408、ASTM D3801、GB/T 4609、ASTM D4804、ISO 9773、UL 1581、UL 2556。

這里需要特別注意的是，所謂“阻燃”，不是指材料在接觸火源時，點不著。與不阻燃材料相比，阻燃材料在火焰中的可燃性降低，蔓延速度減緩，不會形成大面積燃燒，離開火焰后材料能很快自熄，不再燃燒。