近年来，随着汽车工业的快速发展，汽车应用最为成熟的

汽车轻量化材料包括改性塑料及其复合材料

和以合金为主的轻质合金等材料。在汽车内饰材料、承重零部件，以及新能源动力电池等零部件中均能看到高分子材料应用的身影。但是这些材料在阻燃方面的性能不尽理想，因此，将这些材料应用于汽车零部件时，首要考虑的问题就是安全性。

提升这类材料的阻燃性能

是当前提高汽车安全性的重要手段。本文将从汽车未来方向讲起，介绍各种阻燃高分子材料及其发展方向。

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汽车零部件用阻燃高分子材料未来发展方向

目前，应用于汽车零部件的阻燃高分子材料主要以PP、PU、ABS 及 PC 等材料为主，针对一些汽车零部件的特殊需求，还同时开发出一系列高性能的阻燃高分子材料。环保、高效以及优异的机械加工性能和力学性能的阻燃高分子材料，将是汽车零部件用改性塑料的发展方向。

相比于传统燃油车，新能源汽车新增了电池组模块、充电桩及充电枪等部件，单台新能源车电池组模块工程塑料的使用量约30kg，新能源车塑料壳体目前主要使用改性PP、PPS、PPO等。充电桩由于较高的使用标准和严苛的使用环境对工程塑料需求较大，每个充电桩约需6kg工程塑料，

目前常见的主要有

PBT

、

PA

和

PC

等。

表 1 改性塑料在汽车零部件中的使用情况

将高分子材料应用到汽车零部件中，必须保障材料的阻燃防火性能达到国家标准。大部分高分子材料的阻燃性能不尽理想，因此应用于汽车零部件时均需要对其进行阻燃改性，制备成具有阻燃性能的高分子材料，将其极限氧指数 ( LOI) 提升至 25. 0% ～ 35. 0% ，有效提升汽车安全指数。

高分子材料燃烧机理与阻燃机理

1

、高分子材料的燃烧机理

温度、可燃物，以及氧气是火灾发生的三要素。

当温度上升至一定数值时，高分子材料受热首先降解为大分子化合物，然后继续裂解为低分子量化合物。这些低分子量的化合物是具有挥发性的可燃物质，当其在空气中积累到一定浓度时，就会发生燃烧现象，燃烧热量的释放又进一步促进了高分子材料的降解。高分子材料的燃烧分为两个过程，即热氧的降解与燃烧。

2

、高分子材料的阻燃机理

从高分子材料燃烧机理可知，阻燃可通过减缓或阻止一个或多个要素来实现。高分子材料阻燃机理一般分为气相阻燃、凝聚相阻燃和中断热交换阻燃三种。

气相阻燃机理: 

阻燃剂受热分解产生不燃性气体，降低了体系中可燃气体和氧气的浓度，使得火焰的燃烧过程被终止; 阻燃高分子材料燃烧时释放出大量惰性气体，稀释了 O

2

，终止了燃烧过程，此外还可能释放大量高密度蒸汽，使燃烧窒息，燃烧过程被终止。

凝聚相阻燃机理: 

阻燃剂的添加会加速高分子材料聚合物中化学键断裂，阻燃剂热分解吸热过程使可燃物表面温度降低，减缓或终止燃烧; 阻燃剂热分解过程中会产生难燃、隔热的多孔炭层覆盖在燃烧物的表面，炭层保护着可燃物内部基体，阻断可燃气体和热量的扩散，减缓或终止了高分子材料的燃烧。

中断热交换阻燃机理: 

是指将阻燃高分子材料燃烧产生的部分热量转移走，降低可燃物的温度使其低于材料热分解温度，不能维持产生挥发性物质，燃烧终止，从而达到阻燃的目的。基于不同的阻断燃烧机理，一般将阻燃剂分为添加型阻燃剂和反应性阻燃剂两种类型。对高分子材料燃烧及阻燃理论的研究，可为寻找新型高性能阻燃剂，确定合适的阻燃方法以及提高阻燃水平提供理论依据，为汽车零部件用高分子材料提供更加高效的阻燃解决方案。

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阻燃....