尼龙6(PA6)是一种常用的工程塑料，具有优良的机械力学性能，还具有耐磨、耐油自润滑等特点，在汽车、电气设备、机械部构、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用。但和大多聚合物一样，PA6具有可燃性，在电气、电子等领域应用时需要阻燃，文章分析了PA6阻燃的途径，并着重综述了添加型阻燃的研究进展。

对于聚合物的阻燃，一般有两种途径，一个是通过改变聚合物结构的方法提高聚合物材料本身的耐热性，在聚合物链上引入阻燃基团或者与其它能阻燃的单体共聚；第二个途径是向高分子材料中添加阻燃剂。用于各种聚合物的阻燃剂除了含难燃性元素的化合物(如磷化物、卤化物)外，还有三氧化锑、氢氧化铅、氢氧化镁、氧化钼等金属氢氧化物和金属氧化物。如向PA6添加氧氮化磷(PON)n，含30 %的(PON)n可使PA6的LOI值由22增至32，(PON)n能促进PA6 的深度成炭。(PON)n和Fe2O3结合阻燃PA6在UL94试验中能达到UL94V-0级。

含卤阻燃剂是改性塑料常用的阻燃剂，其中以多溴二苯醚和多溴联苯类物质为代表。溴系阻燃剂效率高、用量少，对材料的性能影响小，且溴系阻燃剂价格适中。与其它类型的阻燃剂相比，溴系阻燃剂效能/价格比更具有优越性。 

目前在国内应用最广的含卤阻燃剂就是十溴联苯醚，由于其较高的溴含量而对尼龙具有较高的阻燃效率，是最经济的一种阻燃剂。但由于它是一种填料型阻燃剂，因而对加工流动性及产品的物理机械性能有很大的负面影响。此外，其热稳定性和光稳定性也较差。近几年来，人们开发的在尼龙阻燃方面使用的一种新阻燃剂为十溴二苯氧基乙烷，它与十溴联苯醚具有相同的溴含量和同样高的阻燃效率，且与溴化苯乙烯聚合物一样无DPO(即所谓的二恶因)的问题。此外，它还具有较好的热稳定性和光稳定性。其局限性在于它与十溴联苯醚一样同属填料型阻燃剂，与聚合物兼容性较差，此外与十溴联苯醚相比成本上升较高。

传统的含卤阻燃剂可使材料获得良好的阻燃效果，但是由于释放出大量的烟雾和卤化氢气体刺激眼睛和呼吸系统，会造成“二次灾害”。另一方面，处理或回收这些含卤废料也相当困难，因此含卤阻燃剂的使用受到了很大限制。PA6用的无卤阻燃剂主要有三聚氰胺(MA)、MA衍生物(包括它们的复配体系)、红磷、聚磷酸铵(APP)等磷氮系阻燃剂以及金属氢氧化物阻燃剂及无机纳米粒子阻燃。和卤系阻燃剂相比，磷系阻燃剂毒性、生烟性及腐蚀性均较低。磷系阻燃剂可以单独使用，也可与氮系等其它阻燃剂配合使用，产生协同效应。 

磷系阻燃剂的阻燃机理是：在气相中，磷系阻燃剂通过捕获O或HO自由基，起到阻燃作用；此外，磷系阻燃剂还可通过促使某些高聚物加速降解滴落而带走热量，同时脱出的水挥发时也可吸收大量的热从而使燃烧物质降温而减缓或终止热降解，而在火焰区形成水蒸气又稀释了可燃性挥发物和氧的浓度，因此磷系阻燃剂具有多种阻燃功能。 

磷系的阻燃剂包括无机磷和有机磷两大类。无机磷是指红磷和一些磷酸盐。制备一种新型次膦酸盐PA6阻燃剂。其所制得的阻燃产品具有产品密度低、阻燃剂添加量少、机械性能好、色泽好、烟密度较低等优点而被广为关注。他们以苯基次膦酸铝为基料，与氰尿酸三聚氰胺(MC)等进行复配，制备了一种次膦酸盐类阻燃剂，该阻燃剂能显着地提高PA6的阻燃性能。通过TGA可以发现：改性PA6的初始分解温度降低，分解过程缓慢，残炭生成量显着增加，材料的LOI由22.7 %提高到32 %，垂直燃烧测试能达到UL-94V-0级。利用红磷阻燃硅灰粉增强的尼龙/聚丙烯复合材料，发现当红磷含量达到6.5 %时，材料燃烧后表面能形成黑色炭化层，材料的氧指数可达32 %，制得了阻燃性和力学性能都较好的复合材料。用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、对苯醌(BQ)为原料，乙二醇乙醚作溶剂合成出了新型含磷阻燃剂ODOPB(DOPO-BQ)。

氮系阻燃剂低毒、不腐蚀，对热和紫外线稳定，阻燃效率好且价廉。缺点是由其阻燃的塑料加工困难，在基材中分散性较差。氮系阻燃剂的阻燃机理是：氮系阻燃剂受热时发生热分解反应，主产物为NH3、H2NCN、N2、NO、NO2、CO2、H2O等不燃气体，具有吸热、降温、稀释等作用。这些不燃性气体稀释了空气中的氧和高聚物受热分解时产生的可燃气体浓度，而且不燃性气体生成时，产生的热对流带走了一部分热量，同时N2能捕获自由基，抑制高聚物的链锁反应，起到了清除自由基的作用，从而达到了阻燃的效果。氮系阻燃剂的应用趋势是与磷形成协同体系，有助于形成炭化保护层，加速了阻燃反应历程，从而起到火焰抑制剂的作用，并可降低阻燃剂用量，提高阻燃性能。

填充型阻燃剂种类繁多，在PA6的阻燃方面也有大量应用。含卤阻燃剂及其协效剂虽阻燃效果好，但因其对环境的影响和对人体的危害，此类阻燃剂的应用将逐步受到限制。无卤、环保、低毒阻燃剂将是未来阻燃剂发展的重点。另外由于填充型阻燃剂与PA6的相容性问题，大多数阻燃剂会使尼龙的力学性能降低。开发高效、多功能、与高分子材料高亲和性的阻燃剂及阻燃剂的复配技术将是未来发展方向。

文章来自：http://www.velchem.cn/