PA6作為有機(jī)材料，其可燃性是其明顯的缺點(diǎn)，PA6在火焰中的燃燒速度快，放熱量高，特別是燃燒時(shí)產(chǎn)生的大量有焰熔滴，增加了火災(zāi)傳播的危險(xiǎn)。工業(yè)上使用的PA6有增強(qiáng)型和未增強(qiáng)型兩種，均要求具有V0的級(jí)別。而經(jīng)增強(qiáng)特別是玻纖增強(qiáng)后的PA6，由于玻纖的“燭芯效應(yīng)”而更易燃燒，限制了它在電子電器、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的應(yīng)用。開(kāi)發(fā)綜合性能優(yōu)良的阻燃級(jí)PA6對(duì)于擴(kuò)大該工程塑料的應(yīng)用范圍，增加其附加值有著重要的意義。因此近年來(lái)國(guó)內(nèi)外眾多科研機(jī)構(gòu)和公司都投入了大量人力物力進(jìn)行降低PA6可燃性的研究。

   火災(zāi)安全在現(xiàn)代生活中越來(lái)越重要，由聚合物材料引發(fā)的火災(zāi)，每年給世界各國(guó)造成了大量的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為降低火災(zāi)發(fā)生的幾率和危險(xiǎn)程度，很多國(guó)家都以法律的形式要求使用阻燃材料。降低聚合物的可燃性早已是材料領(lǐng)域研究的目標(biāo)。

   適用于PA6的阻燃劑基本上可分為鹵系、磷系、氮系和無(wú)機(jī)化合物等幾大類(lèi)，由于不同種類(lèi)阻燃劑在阻燃機(jī)理、阻燃效率以及對(duì)聚合物材料性能影響的程度均存在較大差異，因此對(duì)阻燃劑的合理選用是制備優(yōu)良性能的阻燃PA6的關(guān)鍵因素，下面將分類(lèi)介紹各類(lèi)阻燃劑的阻燃效應(yīng)及優(yōu)缺點(diǎn)。

   鹵系阻燃劑阻燃PA6

   鹵系阻燃劑是阻燃PA6的傳統(tǒng)阻燃劑，具有填加量適中、阻燃效率高、價(jià)格適中、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。由于它可以終止聚合物燃燒過(guò)程中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，因此它不但適用于未增強(qiáng)的PA6體系，而且還適用于玻纖增強(qiáng)PA6體系。

   雖然鹵系阻燃劑阻燃效果好，但在受熱或燃燒時(shí)會(huì)生成大量的煙和腐蝕性氣體導(dǎo)致人員窒息死亡；且大多數(shù)鹵系阻燃劑熱穩(wěn)定性較差，加工中會(huì)釋放鹵化氫腐蝕加工設(shè)備，同時(shí)導(dǎo)致材料降解嚴(yán)重惡化力學(xué)性能；而一些溴系阻燃劑如多溴代聯(lián)苯醚，在高溫分解生產(chǎn)多溴代二噁英及多溴代呋喃，上述物質(zhì)有極強(qiáng)的致癌作用。在此背景下，鹵系阻燃劑正被逐步禁止使用；美國(guó)、日本等國(guó)也對(duì)溴系阻燃劑的使用持更加謹(jǐn)慎的態(tài)度。

   尼龍是制造電子電器產(chǎn)品的主要零部件之一，隨著電子電器工業(yè)迅速發(fā)展，近年來(lái)阻燃PA6，尤其是阻燃玻纖阻燃PA6，大多使用溴系阻燃劑。盡管近年來(lái)國(guó)內(nèi)加強(qiáng)了無(wú)鹵阻燃劑產(chǎn)品的研發(fā)，但目前我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的無(wú)鹵阻燃劑在產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品存在較大差異。因此加快開(kāi)發(fā)高效、價(jià)廉并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鹵系阻燃劑替代品是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

   無(wú)機(jī)填料型阻燃劑阻燃PA6

   無(wú)機(jī)填料型阻燃劑是一種環(huán)保型阻燃劑。使用非常廣泛。目前氫氧化鋁，氫氧化鎂為最主要的無(wú)機(jī)填料型阻燃劑。該類(lèi)阻燃劑的阻燃機(jī)理是；氫氧化鎂受熱時(shí)放出結(jié)合水，吸收大量的熱量，降低材料在火焰中的溫度，失去結(jié)晶水后的金屬氧化物具有很高熔點(diǎn)，可覆蓋于燃燒材料的表面隔氧隔熱，并有催化PA6成碳的作用。氫氧化鋁的失水溫度為220℃，低于PA6的加工溫度因此不適合阻燃PA6，而氫氧化鎂的失水溫度為340℃在PA6加工過(guò)程中穩(wěn)定。

   該類(lèi)阻燃劑的主要優(yōu)點(diǎn)是：來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，有利于降低聚合物的成本；不產(chǎn)生腐蝕性氣體，無(wú)毒，抑煙。而缺點(diǎn)主要是該類(lèi)阻燃劑效率低、添加量大；表面極性高，與樹(shù)脂之間界面相容性差，填充尼龍后會(huì)引起密度增加，力學(xué)性能劣化等問(wèn)題。因此超細(xì)化和表面改性已成為目前該類(lèi)阻燃劑的研究重點(diǎn)。

   磷系阻燃劑阻燃PA6

   磷系阻燃劑包括有機(jī)磷系阻燃劑和無(wú)機(jī)磷系阻燃劑。其中，有機(jī)磷系阻燃劑主要有磷酸三苯酚、磷酸三酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯。無(wú)機(jī)磷系阻燃劑主要有紅磷、聚磷酸銨。

   磷酸酯類(lèi)的特點(diǎn)是具有阻燃與增塑雙重功能，它在抑制燃燒同時(shí)可改善聚合物材料的加工流動(dòng)性。但有機(jī)磷系阻燃劑的熱氧穩(wěn)定性較差，在與熔點(diǎn)較高的PA6進(jìn)行復(fù)合加工過(guò)程中易發(fā)生分解，從而使其阻燃性能和材料的力學(xué)性能，因而應(yīng)用較少。

   紅磷具有來(lái)源廣、價(jià)格便宜、含磷量高、添加量小、低毒抑煙、阻燃效果好等優(yōu)點(diǎn)、紅磷作為阻燃劑使用已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史，作為尼龍部件的阻燃劑在歐洲用得較多。400-500℃下，紅磷減聚為白磷，白磷在有水生成的高聚物燃燒環(huán)境被氧化為粘性的含氧酸。這類(lèi)酸覆蓋在被燃物的表面，起著保護(hù)和屏蔽作用，而且對(duì)高聚物有很強(qiáng)的脫水炭化作用，可在被燃物表面形成穩(wěn)定的玻璃炭化層，該碳層可將外部的氧、熱和揮發(fā)性可燃物與內(nèi)部的高聚物基質(zhì)隔開(kāi)而有助于燃燒中斷。紅磷的熱解產(chǎn)物中的PO·自由基進(jìn)入氣相后，可捕捉燃燒火焰中的H·HO·自由基，從而減緩或阻斷聚合物燃燒過(guò)程中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，起到氣相阻燃的目的。