膨胀型聚丙烯类阻燃体系

邸麟婷，魏福庆，杨世元，许惠芳

(中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060)

PP作为一种线性热塑性聚合物[1]，在燃烧过程中产生熔融液滴，释放大量的热量和有毒气体，从而造成大量火灾事故[2-4]，限制了其在更广泛领域的应用[5-6]。因此，有必要制定有效的策略对PP材料给予阻燃处理。了解聚合物材料在遇见火源时产生的行为对于设计出更加有效的阻燃剂有着重要的作用，而聚合物的燃烧行为一般取决于其化学结构。PP的燃烧大致可分为如下几个方面：当外界持续提供热量，由于PP比热容和导热系数相对较大，会持续吸收热量促进其相态的变化。随着PP链吸收足以破坏最小键能的能量后，PP链开始分解成碎片。当这些碎片继续受热，就会进一步产生可燃气体(如H2、CH4、CO等)、不可燃气体(如CO2等)、液体产物和固体产物。当可燃性的气体积累到一定的浓度，在含有氧气的环境中温度达到着火点，燃烧就此开始。

阻燃剂添加技术因加工简单，成本低等优势成为提高聚烯烃类产品阻燃性能的有效途径，其中包括添加添加剂和涂层处理。近年来，随着全球绿色战略的深入和人们环保意识的提高，无卤膨胀型阻燃剂(IFR)因其低烟雾释放、低毒、防滴性能成为阻燃聚合物的主要发展方向[7-9]。IFR是一种环境友好型阻燃剂，由磷氮化合物生成。典型的IFR包括三个部分：炭源(成碳剂)、酸源(脱水剂)和气源(发泡剂)[10-11]。酸源的存在是为了与炭源发生酯化反应，通过脱水形成泡沫炭层，当气源受热，会产生大量无毒不燃性气体，通过吸附作用，添加进泡沫炭层，从而使该层难燃、隔热、隔氧，最终使得燃烧中断(图 1)。本文综述了近五年有关PP的膨胀型阻燃剂的研究现状，为开发新型环保阻燃PP类产品提供借鉴意义。

图1 IFR燃烧机理图Fig.1 IFR combustion mechanism diagram

1 含磷阻燃剂

磷系阻燃剂，在燃烧过程中能在凝聚相作用，又能在气相作用。通过燃烧过程中的热分解，产生磷酸和焦磷酸，促进分子链的交联和烧焦结构。同时还会产生活性自由基(如PO2、PO、HPO等)，阻止燃烧倾向，含磷阻燃剂是PP-IFR中常见的类型。下面将从不同提高含磷类阻燃剂的阻燃性能的方式进行论述。

1.1 添加增效剂

金属盐、纳米材料等无机材料或有机杂化材料，通常添加增效剂与IFR发挥协同作用，通过调控IFR燃烧过程中不可燃气体的释放速率，稳定气体释放，形成致密稳定的膨胀焦层，以此提高体系阻燃效果和抑烟能力，同时作为IFR的增效剂，增强气相和凝聚相的阻隔效应，降低复合材料的燃烧风险。

图2 功能化α-磷酸锆(FZ)的合成路径Fig.2 Synthesis of functional α-zirconium phosphate (FZ)

Xu等[12]制备了一种以聚磷腈包裹α-磷酸锆的核-壳结构，如图 2所示，功能化的α-ZrP(FZ)不仅解决了外露的固体酸在材料加工过程中对材料性能的影响，同时有效的提高了PP的阻燃性能，极限氧指数值为32.8%，垂直燃烧速率测试V-0等级。通过推断得出：功能化α-ZrP表面的聚磷腈参与了自由基分解，生成新的气源、酸源，并与燃烧后外露的层状α-ZrP固体酸表面共同作用，提高燃烧过程中的焦炭产率，整个过程中气相、凝聚相与无机固体酸之间具有很好的协同作用。

Han等[13]以水热法制备了复合氧化物BiFeO3，并以增效剂的形式提高了膨胀阻燃PP复合材料的阻燃效率。通过电子扫描电镜结果显示，少量BiFeO3就可诱导微晶结构的形成，增强炭层的阻挡效应，3wt%的BiFeO3使复合阻燃体系极限氧指数值从29.8%提高到36.5%。

高[14]利用空心玻璃微珠(HGM)对三嗪成炭剂、聚磷酸铵组成的膨胀阻燃体系进行增效。添加5wt%的HGM后，其极限氧指数值为32.6%。

多金属氧酸盐是早期过渡金属氧簇合物，作为阻燃体系的增效剂得到了广泛的研究，通过残炭的红外光谱证明，加入少量多金属氧酸盐类增效剂不会改变残炭层的结构。Ye等[15]合成以钴(Co)作为杂原子修饰的多金属氧酸盐[Bmim]6CoW12O40(CoW)，通过锥形量热仪比较加入CoW前后的阻燃体系和纯PP的阻燃性能。从图3可知样品2、3相比样品1对炭层起到了保护作用，降低了峰值热释放率，随着CoW的添加，样品3的峰值热释放率比样品2延迟52秒。残炭量从18wt%变为20wt%。故CoW对PP/IFR系统有积极的影响，促进了燃烧过程中的焦炭形成。Wang等[16-17]通过调控三聚氰胺(MA)与磷钼酸酯(PMo)的配比，生成增效剂三聚氰胺磷钼酸酯(MAPMo)，并以一系列双咪唑设计合成了(结构如图 4所示)的双咪唑多金属氧酸盐增效剂。其中以乙基为基础的双咪唑聚醚(EMIPMA)阻燃效果最好,因为形成了一层没有缺陷的微孔炭层。在同一配方下含有丁基(BMIPMA)或己基(HMIPMA)的双咪唑POMs垂直燃烧速率测试未达到V-0等级。

图3 PP复合材料的锥形量热计曲线Fig.3 Cone calorimeter curve of PP composite

图4 双咪唑多金属氧酸盐的结构图Fig.4 Structure diagram of diimidazolium polyoxometalates

上述的增效剂实现了在较少添加量的情况下，有效的调控体系的阻燃效果，但需要考虑这种以少量含量存在的无机物是否会对PP材料的力学以及其他方面的性质造成影响。另外，这种添加过复配剂的阻燃剂燃烧后的炭层是否会对环境造成进一步危害，这都是未来在在面对市场时不可忽略的问题。

1.2 功能部分的修饰改性

为了提高阻燃效果，对于酸源、气源，炭源这三个功能部分的修饰也是膨胀型阻燃剂的主要研究方向。三嗪环自身优异的化学、热稳定性，三嗪衍生物被广泛用于制备成炭剂。因为具有较多的N元素，除了具有较好的成炭作用，在气源中也发挥着重要作用。Xie等[18]以磷酸锆纳米片进一步修饰了二胺三嗪基类的大分子炭化剂MCA生成一种新型高分子炭化剂ZrP-d-MCA(结构见图 5)，燃烧过程中，ZrP纳米片有效催化MCA发生炭化反应，形成封闭的微纳米炭笼，将PP降解的小分子碳氢化合物捕获并催化成耐热石墨化炭以此形成结构致密的炭层。

图5 ZrP-d-MCA的结构图Fig.5 Structure diagram of ZrP-d-MCA

三聚氯氰是一种相对分子质量大具有活泼反应位点，富含叔氮结构的物质，这种叔氮结构拥有良好的成炭性能。因此以三聚氯氰为起始原料合成一系列的阻燃物质得到了广泛的应用。Ali Aldalbahi等[19]通过取代反应，以三聚氯氰(CC)制备了一系列2,4,6-三取代三嗪衍生物TXAT(结构见图 6)，未取代苯胺1和卤代衍生物2、3极限氧指数值分别为25.5%、26.3%、19.9%，而4和5极限氧指数分别为35%和36%。说明含有供电子基团的三嗪类衍生物对PP的热稳定性和膨胀阻燃性有很大的影响。阻燃剂(TBMC)(结构见图 6)，是Wen等[20]设计合成的阻燃剂，在减缓PP的燃烧方面，表现了不错的性质。当APP:TBMC的质量比值为3:1时，极限氧指数增加至30.5%，热释放速率峰值与纯PP相比降低了88.6%，达到热释放速率峰值的时间与纯PP相比滞后275 s。

图6 TXAT、TBMC的结构图Fig.6 Structure diagram of Txat and TBMC

相比于小分子阻燃剂，大分子阻燃剂稳定性更好，相对分子质量更大，不易迁移，与高分子基体的相容性更好，结构中含有更多的阻燃元素或基团。Feng等[21]合成了新型三嗪炭化剂聚(4,6-二氯-N-丁基-1,3,5-三嗪-2-胺-乙二胺)CNCD-DA(结构见图 7(左))，图 7(右)是加入不同含量CNCD-DA的极限氧指数图，可以看到CNCD-DA的加入对阻燃效果有着明显的改变。当APP与CNCD-DA的质量比为3:1，负载量为30%时，极限氧指数值36.5%，通过傅立叶变换红外光谱和热重分析，该IFR能显著抑制燃烧过程中火焰和烟雾的产生。在燃烧过程中，IFR体系能形成连续的、膨胀的交联结构有效延缓PP的燃烧。

图7 CNCD-DA的结构图和CNCD-DA的极限氧指数图Fig.7 Structure diagram of CNCD-DA and limiting oxygen index diagram of CNCD-DA

Wang等[22]将一种新型含N-烷氧基胺的大分子阻燃剂 RQMIFR(结构见图 8)，通过傅里叶红外光谱监测提出机理预测，升温至250 ℃后，RQMIFR在聚磷酸铵(APP)的作用下发生酯化、交联、环化等反应，分别在气相和凝聚相中产生硝基自由基，抑制PP的进一步热解以及形成更稳定、致密的焦层。当RQMIFR加入量为8.33wt%、APP为16.67wt%时，PP复合材料的极限氧指数为39.5%，热释放速率峰值、总放热率、一氧化碳产量和二氧化碳产量显著都降低。图 8(a)是RQMIFR和APP在阻燃过程中可能形成的结构。

图8 RQMIFR的结构图Fig.8 Structure diagram of RQMIFR

季戊二醇和三氯氧磷反应生成的含磷氧结构的六元环，被多次用于膨胀型阻燃剂的成炭剂制备中。这个结构具有一个活泼的氯代反应位点，有利于进一步与新的功能部分反应。

Xiao等[23]利用该结构合成了一种功能性双键阻燃剂 (SPSA)(结构如图 9所示)，并利用电子束处理(EB)，提高了PP复合材料的热稳定性。蔡等[24]合成了大分子成炭剂(SPDEB)(结构见图 9)，当SPDEB:APP的添加比例为1:3时，极限氧指数为35%，相比于纯PP的热释放速率峰值、平均热释放速率、总放热率分别降低了75.7%、68.1%、54.5%。Lu等[25]设计了成炭剂FRs，通过对残炭的分析表明，MEL-APP-FRs的加入促进了稳定膨胀炭层的形成，当添加30%(质量比为6:4:5)FRs:MEL:APP的IFR体系时(PP2)，阻燃效果最佳，其极限氧指数为36.5%。图 10是PP2以及没有添加MEL的PP1(FRs:APP质量比6:9)的残炭直观以及微观图，PP1体系燃烧产生的炭层明显少于PP2，同时PP2的表面炭层形貌更加的连续致密。

图9 SPDEB、SPSA的结构图Fig.9 Structure diagrams for SPDEB and SPSA

图10 FRs的结构图以及PP1/PP2的扫描电镜和残炭图Fig.10 Structure diagram of FRs and scanning electron microscope and carbon residue diagram of PP1/PP2

1.3 “三源一体”单组分阻燃剂

将酸源、气源，炭源这三个功能部分通过化学键连接的方式，集中到一个分子上，做到了“三源一体”。相比于各组分分开添加作用的阻燃剂，单组分阻燃剂解决了材料相容性问题，得到的含有多部分的单一分子组合有利于降低阻燃剂的极性，增加与PP基体的相容性。Aksam Abdelkhalik等[26]合成了一种新型的三聚氰胺盐(结构如图 11所示)。热重分析结果表明，MPPK提高了PP复合材料的高温热稳定性。添加25%的MPPK，PP阻燃体系的热释放率和总热释放率的峰值分别降低86%和76%，而残炭量增加到67%。通过残炭的数码照片和扫描电镜图像，残炭量迅速增加的原因是MPPK成功地在PP表面形成了胞状和共格的残炭层，从而保护部分样品不发生燃烧。Yang等[27]设计合成了一种单分子膨胀型阻燃剂PPPAP(结构如图 11所示)。该体系的极限氧指数值随PPPAP含量的增加而增大。当添加40wt% PPPAP时，极限氧指数值为29%，垂直燃烧速率测试V-0等级。锥形量热分析结果表明，加入20wt% PPPAP时，峰值热释放速率和总发烟量分别降低至65.7%和79.5%。

图11 PPPAP、MPPk的结构图Fig.11 Structure diagram of PPPAP and MPPK

Liu等[28]合成了单组分防水阻燃剂(PDMPP)。对含量为23wt% PDMPP复合材料进行了70 ℃的热水处理前后的垂直燃烧速率测试，图 12是其在垂直燃烧速率测试中的过程图，水处理前后的燃烧时间分别为1 s和5 s。极限氧指数从26.7%下降到26.3%。通过X射线单晶衍射分析，在燃烧过程中PDMPP产生了厚、致密、连贯且部分石墨化的炭层，表现出良好的分离效果。水处理前后的PP复合材料的热释放率、一氧化碳生成率、产烟率，其数值均在较低水平。证明PDMPP的加入提高PP复合材料的防火、防水性能。

图12 PDMPP的合成路线以及23%wt PDMPP水 处理前(a)后(b)的燃烧图Fig.12 Synthesis route of PDMPP and the combustion diagram of (a)before and (b) after 23% WT PDMPP water treatment

单组分阻燃剂表现出较好的阻燃效果，但也存在一些不足之处，例如需要加入相对较多的阻燃剂才能达到较好的阻燃效果、加工工艺相对复杂，原料价格相对昂贵等，这些不足极大的影响了单组分阻燃剂工业上的发展，目前实际生活中大部分的膨胀型阻燃剂生产仍旧沿用复配体系，很少直接应用单组分膨胀型阻燃剂，所以研究结构简单，性能优越、原料容易得到的单组分阻燃剂是未来单组分持续发展的必要途径。

1.4 微胶囊技术

微胶囊技术是一种利用无机或有机材料，将液体、固体等物质包裹在微型胶囊(简称微囊)内的保护技术。微胶囊化能显著提高PP复合材料的耐水性和阻燃性。同时增大复合材料与PP基体之间的贴合性。一般情况下，聚磷酸铵(APP)与聚合物的相容性较差，在加工过程中容易泄漏到聚合物表面，导致聚合物复合材料的阻燃效率和整体性能下降。因此，对APP进行微囊化处理，有效的保护APP在聚合物高温加工过程中不被降解成小分子[29-32]。图 13是常见的微胶囊结构图。

图13 微囊结构图Fig.13 Microcapsule structure

Yu等[33]制备了耐水性微囊聚磷酸铵(MAPP)，(结构如图14所示)。燃烧现象表明燃烧部位形成微膨胀的炭层，无滴液。随着MAPP用量的增加，极限氧指数逐渐增加。当加入量为30wt%时，极限氧指数达到32.1%，垂直燃烧速率试验V-0等级。通过分析比较微囊化的MAPP阻燃体系和无微囊化的APP阻燃体系。表明MAPP燃烧后的残留率高于APP，MAPP能促进形成更加连续、致密的膨胀炭层。

图14 MAPP合成结构图Fig.14 MAPP synthetic structure diagram

Huang等[34]将聚磷酸铵(APP)包覆在三聚氰胺甲醛树脂(MF)和硅酸钠中，制备了含有核壳结构的阻燃剂MCSF(结构如图 15所示)。为了进一步提高PP阻燃剂的成炭率，将聚酰胺6(PA6)作为成炭剂的增效剂加入，当MCSF和PA 6分别添加20wt%和10wt%时，极限氧指数为28.6%，通过研究燃烧后的化合物，推断燃烧机理为APP在高温下降解产生聚磷酸、焦磷酸或偏磷酸等，与此同时聚合物脱水成炭，形成稳定的固体壳层，负责隔离氧气和热量。MF和APP产生的非可燃气体NH3、CO2、H2O、N2对O2进行稀释，从而进一步降低火焰的燃烧速度。另外，当PA 6加入时，酰胺基与磷酸基之间发生的链式反应，提高了成炭速率，达到优化阻燃的效果。

图15 MCSF的结构图Fig.15 MCSF’s schematics

Zhang等[35]通过硅烷偶联剂(KH-550)制备了超支化聚酯(HBPE)微胶囊化聚磷酸铵KHBPE@APP(结构如图 16所示)，通过测试，该阻燃剂具有良好的耐水性，同时与PP基体具有良好的相容性。当加入25%的K-HBPE@APP时，极限氧指数值为34.2%，依据热行为测试，对其阻燃机理进行了如下推测，K-HBPE@APP受热分解生成微量NH3和H2O，通过一系列的含Si、C、P、O等元素的交联点，与聚磷酸铵降解产生的聚磷酸、焦磷酸或偏磷酸等进一步反应，形成膨胀、致密、连续的炭层，达到优化阻燃的效果。

图16 K-HBPE以及K-HBPE@APP的结构图Fig.16 Structure diagram of K-HBPE and K-HBPE@APP

2016年Dong等[36]将纳米管结构的磷酸镍NiPO-NT以硅胶处理过的微囊聚磷酸铵(OS-MCAPP)进行包裹，制备PP/IFR/NiPO-NT复合阻燃材料，当NiPO-NT添加量为0.3%时，极限氧指数值从29.9%增加到33.9%，达到垂直燃烧速率测试V-0级。最大热释放速率由374.7 kW·m-2降低到255.5 kW·m-2。通过电子扫描电镜结果，0.3%的NiPO-NT改善了膨胀型阻燃PP复合材料的炭层质量，使其更为致密，但是随着NiPO-NT含量的进一步增加，炭化层表面出现少量裂纹，说明适量的NiPO-NT可以改善残炭的表面质量，而过量的NiPO-NT则会导致残炭的劣化。2019年该课题组[37]制备了以三(2-羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)、对苯二甲酸和磷酸二氢镍为原料的新型含镍成炭剂(TTPN)(结构如图 17所示)，并将其与硅胶处理过的微囊聚磷酸铵(OS-MCAPP)相结合，形成PP的膨胀型阻燃体系。添加30wt%的OS-MCAPP:TTPN(质量比为3:2)，极限氧指数为33.5%，垂直燃烧速率试验达到V-0等级。热释放速率峰值比PP下降了79.0%。通过热行为测试，含有TTPN的复合材料具有良好的烟雾和CO2/CO抑制效果。同年，该课题组[38]以季戊四醇四磷酸八氢酯(PEPA)和三(2-羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)为原料制备了一种新型成炭剂(PEIC)，同样与OS-MCAPP相结合得到膨胀型阻燃PP复合材料。当添加30wt%的OS-MCAPP:PEIC(质量比为2:1)时，极限氧指数为32.7%，热重分析表明，此配比残炭量最高。同时，锥形量热仪测试表明，其热释放速率峰值和产烟率峰值分别比PP降低了62.1%和33.4%，表现出良好的阻燃性能和抑烟性能。

图17 TTPN和PEIC的结构图Fig.17 TTPN and PEIC schematics

单组分阻燃剂是通过化学键将每个功能部分从内部连接在一起，而微囊化是通过外部的包裹行为，将不同功能组分的阻燃剂结合在一起。通过微胶囊化处理后的阻燃体系，不仅提高了材料相容性，也提高了阻燃效率。

2 生物阻燃

随着人们越来越关注塑料制品对于生态系统的不利影响，源于自然资源的阻燃化合物的研究逐渐受到关注，生物基阻燃剂作为一种新型的环境友好阻燃剂，具有种类繁多、储量丰富、来源广泛，可降解的特点。N、P是构成IFR体系重要的元素，在生物基的阻燃剂中富氮的碱基被用作IFR体系一个较好的组成成分。Wang等[39]以嘧啶类的含氮碱基作为阻燃体系的气源，对PP膨胀型阻燃剂进行改性。实验表明尿嘧啶(U)或胞嘧啶(C)的加入对PP复合材料的阻燃性能起到提升作用。当17wt%的IFR体系加入1wt%U(或C)时，垂直燃烧速率测试V-0等级，极限氧指数为27.9%。通过热重分析表明，适量的U(或C)加入加速了IFR体系炭层的形成，并调节了炭层的空间结构。图 18(a)是PP/IFR复合材料的燃烧残炭层，可以观察到在炭层的中心有一些大洞和裂缝，这表明单纯的IFR不足以保护底层树脂免受燃烧。而在添加U后的阻燃体系中，形成了光滑、致密，具有很少裂纹和孔洞的炭层(见图 18(b))。这种良好的炭层作为树脂和火焰之间的屏障，抵抗了热量和气体的侵蚀，保护基体免受燃烧。

图18 残炭测试照片Fig.18 Carbon residue test photo

作为气源的碱基对于膨胀阻燃体系的炭层起到了一定的调节作用，对体系的阻燃性也起到了提升效果，为研究这类生物质气源与具有良好的成炭性能的三聚氯氰结合会产生怎样的阻燃性，Ma等[40]以胞嘧啶(Cy)和三聚氯氰(CC)为原料合成了生物类三嗪衍生物CC-Cy(结构见图19)。当5wt%CC-Cy作为成炭剂掺混进20wt% APP阻燃体系中，PP复合材料的极限氧指数为25.8%，垂直燃烧速率测试为V-2评级。可以看到阻燃剂CC-Cy的阻燃效果并没有Wang等设计的更为有效。Ma等为了进一步改善PP膨胀型阻燃剂(IFR)体系的阻燃性能，选取双酚A双(磷酸二苯酯)BDP作为增效剂加入该复合体系，BDP可以发挥气相阻燃作用。测得其极限氧指数为25.9%，垂直燃烧速率测试等级为V-0。说明增效剂的加入对于极限氧指数的影响不大，但是很好的提升了PP的垂直燃烧性能。通过进一步分析炭的热降解行为和形貌，证明BDP在气相作用下增强了PP复合材料的阻燃性能同时与APP、CC-Cy产生了协同作用。

碱基作为原料，价格昂贵，而氨基酸作为一种广泛的自然资源，其结构多样性和来源的普遍性也是科研人员研究的热点之一。Wang等[41]以甘氨酸(Gly)和三聚氯氰(CC)为原料，制备了一种半生物基增效剂N,N,N-1,3,5三嗪2,4,6三基甘氨酸[TTG](结构如图 19所示)。通过不同比例的比较实验确定了含17wt%IFR和1wt%TTG的体系具有良好的阻燃性能，极限氧指数为29.5%。通过热重分析和扫描电镜测试，表明TTG能加速炭层的形成，同时调节炭层的多孔结构，从而提高阻隔性。利用红外热成像、锥形量热仪等确定了PP复合材料的热释放速率峰值由223 s延迟到430 s，降低了67%，使得燃烧风险降低。

图19 CC-Cy、TTG结构图Fig.19 CC-CY and TTG structural graphs

海藻酸盐作为一种可食用产品，其绿色环保性能得到了广泛应用，阻燃性能也得到了相关人士的验证[42]，并且与混合物共同受热时会产生交联产物。Johanna Pallmann等[43]以磷酸化的海藻酸钠(PSA)制备了新型的PP膨胀型阻燃剂。并对燃烧过程前后进行了详细的测试分析。在800 ℃时残炭量达到纯PP的六倍，最大烟雾释放率也低至0.17 m2/s，产烟率降低了85%。通过热分析测试显示，阻燃剂的存在，增加了吸热峰值，降低了所有峰的焓，减缓热降解过程。另外磷酸化的PSA具有更好的耐水性以及与材料的相容性。

植酸通常存在于植物中，是许多植物组织中磷的主要储存形式，尤其是麸皮和种子[44]。Gao等[45]通过植酸和哌嗪反应生成了一种新型生物基植酸盐PHYPI(结构见图 20)。添加18wt%的PHYPI阻燃效果最好，极限氧指数达到25.0%，垂直燃烧速率测试为V-0级。与纯PP相比，PP/PHYPI的热释放率、总释放热等显著降低。通过阻燃机理分析，在燃烧过程中，PHYPI分解生成稳定连续的含C=C和P-N-C结构的焦层，以此形成明显的凝聚相屏障。另外这种生物基类的阻燃剂在合成过程中以水为溶剂，更好的符合环保阻燃理念。

图20 PHYPI的结构图Fig.20 PHYPI’s schematics

从已有的实验来说生物基的加入并不会对炭层的结构做出改变，只是促进形成更加致密的炭层。但不足的是，基于生物基的环保类PP膨胀阻燃剂，生物基在体系中更多的是起到协同的作用，对与生物基酸源、炭源、气源以及全生物基的研究相对较少。因此要提高生物基材料作为阻燃剂的潜力，还需要做大量的研究工作，探索新的生物阻燃体系。

文章综述了PP材料在阻燃应用中的阻燃策略和阻燃剂，并介绍了该领域的相关研究进展。当负载较高的阻燃化合物时，阻燃剂会影响PP基体的力学性能，因此提高阻燃剂效率，减少添加量至关重要。同时在设计PP复合材料的阻燃配方时，不仅要考虑阻燃性能和机械性能的综合性能，还要考虑应用过程中涉及的工艺条件和成本问题。目前，一些阻燃剂具有良好的性能，但大多数仍处于实验室研究阶段，其工业化应用以及商业化的道路依旧漫长，还需要克服一些挑战。市场上已有的一些阻燃剂，特别是石油基化合物，在使用过程中还会产生有毒物质。因此，具有制备简单、高效、环保等特点的应用途径将是未来阻燃PP复合材料制备的发展趋势。