前人种树，后人乘凉（上世纪的膨胀阻燃体系）

约翰·韦伯斯特（John Webster，1580–1624年）在伊丽莎白时代使用了“膨胀”（来自拉丁语intumescere）两个含义：“在高温下生长并增加体积”或“在通过鼓泡显示出扩大的效果''，该定义更适合描述燃烧时膨胀材料发生的反应。

实际上，膨胀材料暴露于热或火时发生分解，随后在材料顶部形成大量的多孔炭化层。这种多孔结构可保护底层材料免受热量或火焰的作用。因此，膨胀材料作用方式本质上是凝聚相机制。

膨胀型系统可用于多种材料的阻燃，例如热塑性聚合物，热固性材料和纺织品涂层，以及用于各种基材（钢，木材，复合材料等）的防火。

膨胀系统的渊源流传

1971年，Vandersall率先发表了详细的论文，描述了膨胀体系的历史，机理和关键要素。膨胀体系在一个复杂的过程中会热量做出反应。

在热塑性聚合物中形成膨胀炭

通常认为膨胀过程可以描述如下：当材料表面的温度达到临界值时，膨胀体系各成分之间就会发生吸热反应，从而导致形成碳质且高粘度的液体材料。然后，发生惰性气体的释放，它们被困在粘性流体中（形成气泡）。结果是材料膨胀或起泡，有时达到其原始厚度的许多倍，形成保护性碳质炭。该炭表现出低密度和低热导率，因此充当火焰和基材之间的绝缘屏障。

膨胀型炭

膨胀体系研究的主要重点是确定成分的组合，当系统暴露于火中时，这些成分会导致材料产生受控体积的粘结性绝缘炭。为了通过膨胀过程实现阻燃性，需要三种成分：酸源，焦炭形成剂和发泡剂。

常用物质中的膨胀分子

酸源是无机酸，其在加热过程中是从前体中游离出来的或就地形成的。

焦炭形成剂或碳化剂对应于富含碳的化合物，例如淀粉，多元醇或其他在酸存在下会发生脱水或脱氨反应的物质。通常，这种形成炭的物质释放出水或其他形成C = C双键的消除副产物。炭化剂中的碳数会影响形成的炭量，而羟基，胺，酰胺或酯基的数量将决定炭形成的速率。

发泡剂会释放出大量的非易燃气体。有机胺或酰胺可以起到这种作用，因为这些组分在降解过程中会释放出不可燃的气体，例如CO2和NH3。

补充一些：

（i）酸源的释放必须在相对较低的温度下发生，尤其是在多元材料的分解温度以下；

（ii）碳源与酸源或其降解产物的反应温度必须低于发生热分解的温度；

（iii）发泡剂必须在适当的温度下分解，并释放出大量的气态物质。