(一) 碘-氮協同
某些氮化合物能增強磷化合物對纖維素的阻燃作用,原因之一是因為磷化合物與氮化合物反應生成了含P-N鍵的中間體,而后者是比磷化合物更佳的磷酸化試劑。另一個原因是氮化合物能延緩凝聚相中磷化合物的揮發損失。另外,磷-氮系統中的氮化合物能加強磷的氧化,且能放出包括氨在內的惰性氣體,而它們具阻燃功能。
磷-氮協同不被認為是一個普遍現象,而與氮化合物及被阻燃聚合物的類型有關。例如,PA中的磷胺并不比當量元素磷的阻燃效果好,但采用某些含氮磷酸鹽和一種環狀膦酸酯的混合物阻燃EVA,當此混合物中兩組成的比例適當時,EVA的成炭速率增高,且炭中含有P-NH鍵化合物,這有助于更快地成炭和使更多的磷保留于炭層中。
(二)磷-鹵協同
關于磷-鹵協同效應,目前尚無定論。但同時使用含磷及含鹵的阻燃劑,有時能產生協同效應。例如聚磷酸銨和六溴環十二烷混合物阻燃聚丙烯腈(PAN)時所產生的溴-磷協效,協同效率為1.55。LOI及NOI測定證明,系統中溴衍生物并不發揮作為氣相中自由基捕獲劑的功能,而是作為成炭的發泡劑。另外,在含溴和磷的聚醚型軟質聚氨酯泡沫塑料中,也發現溴能提高泡沫炭的生成率。當溴原子和磷原子含于同一分子中時,溴-磷協同更為明顯。例如,以溴原子與磷原子比(摩爾)為7:3的含溴磷酸酯阻燃PC- PET時,其協同效率可達1.58。以滇原子與磷原子比(摩爾)為6:1的含溴磷酸酯阻燃PC及其合金時,也觀察到了較明顯的協同效應。另外,以溴-磷系統阻燃的PC- PET,熱裂或燃燒時能生成多量的泡沫炭。這說明,溴-磷阻燃配方也具有膨脹成炭能力。
對一些含氧高聚物(如PA6和PET),鹵-磷協同效果明顯。例如,對阻燃PET,如采用溴-磷泵統,阻燃劑的用量可比常規的溴-銻系統大幅度下降。對阻燃PBT、PS、HIPS及ABS.均存在溴-磷協同效應。例如,以二烷基-4-羥基-3,5-二溴芐基膦酸酯阻燃的ABS,與以結構相似的溴化物或磷化物阻燃的ABS相比,溴-磷衍生物阻燃者效果更佳。另外,以三溴苯基丙烯酸酯和三苯基磷酸酯兩者阻燃的聚氨酯,當阻燃劑中Br/P(摩爾比)為2.0時,可獲得最好的協同效應。澳-磷協同還不能認為是一個普通的規律,目前已觀察到的更多的情況是鹵-磷加成,甚至磷-鹵對抗。
當含鹵、磷的阻燃劑與氧化銻并用時,鹵-磷間及鹵-銻間往往沒有協同或加和作用,而可能呈現對抗作用。例如,以含鹵及磷的阻燃劑處理聚乙烯,加入三氧化銻并不提高阻燃效率。這時磷阻礙銻的氣化而抑制了鹵-銻協同作用,而氧化銻系被轉化為不揮發的磷酸銻。
(三) 磷阻燃劑與無機填料的作用
以三水合氧化鋁與甲基二甲基膦酸酯阻燃不飽和聚酯時,兩者間存在協同阻燃效應。將二氧化鈦加入由APP及含氮樹脂(膨脹型阻燃劑)阻燃的PP中,不僅可提高成炭率,而且使炭層更致密和連續,因而可明顯改善PP的阻燃性。與此相反,二氧化錫則導致炭層多孔和成片,并降低成炭率。上述二氧化鈦的協同阻燃效應被認為是物理“橋聯”效應的貢獻。
阻燃材料中磷化合物與氫氧化鋁生成的磷酸鋁,可改善炭層質量和延長揮發性裂解產物在炭層中的滯留。
(四) 各種磷阻燃劑間的相互作用