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，目前全球PET产能可达1.06亿吨/年。
发展史年英国公开了第一个制备PET的专利，年美国DuPont公司最早实现了PET的工业化生产。初期的PET几乎全部用于合成纤维，到了上世纪80年代，PET作为工程塑料有了突破性的进展，成为继尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚之后的第五大工程塑料。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种线性热塑性聚合物，它在较宽的温度范围内能够保持优良的物理性能和力学性能，它的耐疲劳性、耐老化性、电绝缘性和耐摩擦性优异，加工性良好，对大多数无机酸和有机溶剂稳定，因而被广泛应用于生产纤维、瓶片、薄膜和工程塑料等领域。
PET的氧指数（LOI）为20%~22%，属于易燃材料，在燃烧过程中还会产生大量烟气。由于PET的直链式结构特点使其在燃烧过程中产生严重熔滴，熔滴物成为二次火灾引火源，造成火灾局势不断扩大。因此对PET进行阻燃改性意义十分重大。
初期用于PET改性的阻燃剂主要是阻燃效率较高的卤系阻燃剂，但是，卤系阻燃剂由于在燃烧过程中产生大量有毒卤素气体，近年来已经被欧盟、日本等国家和国际组织禁止使用。因此，阻燃剂无卤素化逐渐成为市场发展趋势。阻燃剂除了卤素们还有磷系、氮系、硅系、无机氢氧化物以及金属氧化物等种类，分别适用于不同的应用领域的PET阻燃改性。
关于改性方法，具体可以点击此处查看阻燃PET的方法。
磷系阻燃改性PET
含磷二元醇或者二元酸作为第三单体以共聚方式，或者含磷二甲酯通过酯交换方法接入到PET分子链中制备得到PET阻燃聚酯，在聚酯中起阻燃作用的主要是磷元素。
阻燃机理由以下三个方面构成
其一为气相阻燃，含磷化合物在高温下分解为小分子的·PO2、·PO和·HPO等自由基，这些组分与燃烧过程生成的·H以及·OH自由基反应后中断燃烧反应链实现阻燃；
其二是凝聚相阻燃，含磷化合物燃烧过程中生成沸点可达℃的磷酸，磷酸可以进一步脱水生成偏磷酸和聚偏磷酸，这些酸可以促进PET高分子链脱水炭化后在燃烧表面形成致密炭层以隔绝空气并阻碍热量传递，从而实现阻燃；
其三是含磷化合物在燃烧过程中生成可以稀释可燃气体并带走燃烧热量的水分，进一步增强了磷系阻燃剂的阻燃效果。
为了改善磷系共聚阻燃带来的熔滴加剧的问题，常常通过加入其它阻燃剂，如纳米粒子等，来提高阻燃性能的同时改善其抗熔滴性能。
高温交联阻燃性能改性PET
高温交联阻燃改性是利用在高温下可发生化学交联作用且具有阻燃抗熔滴功能的智能型单体以共聚的方式引入到PET分子链中制备阻燃聚酯，这种单体在PET制备过程中不发生交联，其在燃烧温度达到一定值后自动发生化学交联反应生成更加稳定的环状化合物，此环状化合物促进PET聚酯在燃烧表面成碳而实现阻燃，同时提高聚酯高温下燃烧熔体黏度而提升其抗熔滴性能，属于凝聚相阻燃。
高温重排阻燃改性PET
高温重排阻燃改性方法是利用高温下改性单体结构中相邻基团或原子之间发生相互成键作用形成稳定的芳环结构，此环状结构在燃烧过程中促进PET聚酯燃烧物表面形成致密炭层。高致密度的炭层隔绝热量传递和氧气输送，阻止聚酯燃烧，并且有效提升PET聚酯高温熔体的黏度，改善其抗熔滴性能，属于凝聚相阻燃。
高温段基捕获链扩展阻燃改性PET
高温段基捕获链扩展的作用过程是PET聚酯在燃烧过程中裂解为不同的分子片段后，部分分子片段捕获了其他可以与其通过化学成键作用生成稳定环结构的分子片段，并在后续过程中不断累积这种成环效果使其环状链得到扩展，此链状环结构促进PET聚酯燃烧表面致密炭层的形成并提高PET在燃烧过程中的高温熔体黏度，从而改善阻燃以及抗熔滴性能，属于凝聚相阻燃。
高温离子聚集阻燃改性PET离子单体聚集改性PET主要将具有阻燃功能的离子单体以共聚的形式引入到PET聚酯的分子主链上，当PET在燃烧过程中经历高温熔化时，熔体的PET分子链中的离子基团带动分子链聚集，高密度的分子链促进聚酯燃烧表面炭层的形成并提高其高温熔化后熔体的黏度，从而改善PET阻燃和抗熔滴性能，属于凝聚相阻燃。
还有方式使通过在离子单体中引入磷等阻燃元素，在燃烧过程中利用磷等元素的气相阻燃功能，实现离子单体的凝聚相和气相阻燃协同作用，进一步提高PET聚酯的阻燃性能。
高温交联、高温重排、高温离子聚集以及高温段基捕获链扩展等方法能有效改善PET聚酯的阻燃和抗熔滴性能，为新型环保型阻燃抗熔滴PET聚酯的制备提供了较好的研究思路。
相比而言，高温交联和高温端基捕获扩链改性方法可以实现UL-94的V-0级别，显示更好的抗熔滴性能，而高温重排和高温离子聚集法尚无法通过UL-94测试的V-0级别。高温交联改性PET聚酯的共聚阻燃单体添加量较小且综合性能更加突出。
参考资料：PET共聚阻燃研究新进展
编辑整理：塑道学苑，部分图片来源知网
塑道学苑
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