尼龍性能優(yōu)異，用途廣泛。未改性尼龍阻燃性能差，垂直燃燒只能達到UL94 V-2水平，氧指數(shù)24%左右，燃燒時有所下降。它是一種易燃材料，在使用過程中容易引起火災(zāi)。

因此，尼龍的阻燃改性成為學術(shù)界和工業(yè)界共同關(guān)注和研究的課題。

目前尼龍材料的阻燃改性通常分為含鹵阻燃改性和無鹵阻燃改性。

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含鹵素的阻燃體系

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國外使用最廣泛的聚合物之一是溴化苯乙烯聚合物，它具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，并且由于它與尼龍可熔融混溶，所以在加工過程中具有良好的流動性。此外，用其制備的阻燃尼龍還具有優(yōu)異的電氣性能和較好的物理機械性能。這種阻燃劑的局限性是光穩(wěn)定性差，與尼龍不完全相容。此外，其成本高于國內(nèi)廣泛使用的十溴二苯醚。

另一種在尼龍中使用多年的阻燃劑是含氯阻燃劑，它具有較高的阻燃效率和電氣性能，但其熱穩(wěn)定性的限制使其只適用于加工溫度較低的尼龍阻燃體系。

十溴二苯醚是中國使用最廣泛的阻燃劑。由于溴含量高，對尼龍的阻燃效率高，是最經(jīng)濟的阻燃劑。但由于是填充型阻燃劑，對加工流動性和產(chǎn)品的物理機械性能有很大的負面影響。此外，它的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性也很差。

一種新的阻燃劑是十溴二苯氧乙烷，它具有與十溴二苯醚相同的溴含量和高阻燃效率，并且沒有溴化苯乙烯聚合物的DPO問題。此外，它還具有良好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。它的局限性在于它和十溴二苯醚一樣是一種填充型阻燃劑，與聚合物的相容性差，所以它的加工流動性和產(chǎn)品的物理機械性能差。另外，與十溴二苯醚相比，成本更高。

到目前為止，絕大多數(shù)與尼龍相關(guān)的阻燃產(chǎn)品都是基于含鹵化合物。由于阻燃過程中產(chǎn)生的濃煙、有毒和腐蝕性氣體對生產(chǎn)、應(yīng)用和環(huán)境造成的次生災(zāi)害，以及國際上對DPO的爭論，這種阻燃劑在阻燃階段發(fā)揮了重要作用，但人們一直并正在努力尋找這種阻燃劑的替代品，即無鹵阻燃劑。

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無鹵阻燃體系

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一個

磷阻燃劑

適用于尼龍的磷系阻燃劑主要有紅磷和聚磷酸銨(APP)。

(1)紅磷

紅磷的優(yōu)點是有效磷含量高，燃燒時比其他含磷化合物產(chǎn)生更多的磷酸。達到相同阻燃等級時，紅磷的加入量低于其他阻燃劑，使尼龍更好地保持其力學性能。然而，紅磷作為阻燃劑的主要缺點是其紅色、易燃性和通過與水反應(yīng)形成劇毒磷化氫。一般只用于尼龍6。

普通紅磷微膠囊化或母料化可以避免其缺點。

(2)聚磷酸銨

聚磷酸銨(APP)通過降低尼龍的降解溫度，改變最終氣相產(chǎn)物的組成，參與尼龍的熱降解過程。同時在聚合物基體上形成蜂窩狀碳化覆蓋層，阻斷兩相界面的熱量和物質(zhì)傳遞，起到保護基體的作用。因為碳化有流動的趨勢，會導致碳層下的基材暴露，增加燃燒的風險。加入一些無機添加劑，如滑石、二氧化錳、碳酸鋅、碳酸鈣、氧化鐵、氧化鐵、氫氧化鋁等。，可以提高阻燃效果。

當上述添加劑中的一種(1.5% ~ 3.0%)加入到含20%聚磷酸銨的尼龍6中時，LOI值可升至35% ~ 47%，達到V0水平。

2

氮阻燃劑

氮系阻燃劑毒性低，無腐蝕性，對熱和紫外線穩(wěn)定，阻燃效果好，價格低廉。缺點是阻燃塑料加工困難，在基材中分散性差。適用于尼龍的氮系阻燃劑主要有MCA(三聚氰胺氰尿酸鹽)和MPP(三聚氰胺聚磷酸鹽)。就其阻燃機理而言，一方面是一種“升華吸熱”的物理阻燃方式，即降低高分子材料的表面溫度，隔絕空氣體，達到阻燃的目的；另一方面，它是阻燃劑和尼龍在凝聚相中直接碳化和膨脹的機理。

它們有很好的阻燃效率，但熱穩(wěn)定性差，產(chǎn)品在潮濕環(huán)境下易吸濕，電氣性能差。

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阻燃劑的選擇原則

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在阻燃尼龍的制造過程中，阻燃劑的選擇主要從阻燃效率、產(chǎn)品性能、毒性等方面考慮。比如產(chǎn)品對阻燃等級、材料力學性能、表面性能、加工性能、著色性能的要求都要考慮。根據(jù)應(yīng)用要求，確定阻燃劑的種類和用量、添加劑的選擇和工藝條件非常重要。

應(yīng)遵循的原則

(1)阻燃效果好，用量少，與尼龍相容性好；

(2)分解溫度高，在尼龍加工溫度下不分解；

②耐久性優(yōu)異，外觀無明顯遷移；

③對材料的機電性能影響小，對設(shè)備腐蝕小；

④無毒無害，無污染，價格便宜。

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阻燃尼龍的未來研究方向

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未來阻燃尼龍材料的研究應(yīng)具備以下特點:

(1)該材料無鹵化，毒性低。環(huán)保要求是未來材料的重點，使用無鹵阻燃劑將是大勢所趨，所以其用量會日益增加。

②復(fù)合阻燃體系的研究。阻燃尼龍材料的阻燃性能不是添加一種阻燃劑就能達到的，需要多種阻燃體系復(fù)配產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)才能達到良好的阻燃效果。因此，如何通過提高阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)，開發(fā)出性能優(yōu)異的新型阻燃劑，解決尼龍的無鹵阻燃問題，應(yīng)該是未來研發(fā)的重點方向之一。

③功能多樣化。目前大多數(shù)阻燃體系在實現(xiàn)尼龍材料阻燃性能的同時，降低了力學性能和其他電性能。因此，成功開發(fā)功能多樣的阻燃體系將成為未來阻燃尼龍材料的一個新的研究方向。