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摘 要 針對目前尼龍6所用阻燃方法普遍阻燃效率較低、難以兼顧阻燃效能與力學效能的問題，賣阻燃劑的小女孩發現教授一種氮磷協效反應型阻燃劑DP，並將其引入至尼龍6的分子鏈段中，製備得到本徵阻燃尼龍6。
所得共聚阻燃尼龍6表現出優異的阻燃效能、抑制熱釋放能力和力學效能，僅新增2%的DP時使材料即可透過垂直燃燒測試V-0級，拉伸強度和拉伸模量分別為53。1 MPa和1823。6 MPa。當引入量提升至3%時材料的峰值熱釋放（PHRR）、總熱釋放（THR）較純尼龍6分別下降24%、29%。
1 引言
聚醯胺，又稱尼龍（簡寫為 PA），由於其機械強度較高，自潤滑性優良，耐熱性、耐化學藥品腐蝕性較好而被廣泛用作工程塑膠和纖維材料。其典型代表脂肪族PA 6 的產量和消費量極大， 然而 PA 6 及其易燃，其極限氧指數（LOI）為 22。0%、垂直燃燒 UL-94 測試為 V-2 級，且燃燒過程會產生大量熔滴［1］。這不僅嚴重地限制了其應用領域，且其產生的熔滴可能會引起“二次火災”，嚴重威脅人們的生命安全，因此對 PA 6 進行阻燃改性具有十分重要的意義［2］。本工作人員合成了一種新型含磷阻燃劑 DP，在實現阻燃效能的提升同時兼顧材料的力學效能，並詳細研究了DP 對 PA 6 阻燃效能、抑制熱釋放及煙釋放的影響。
2 實驗部分
將不同比例的含磷單體鹽、內醯胺、封端劑、引發劑加入至聚合容器內，在氮氣保護下升溫至 220-250 °C，反應 2-4 小時。隨後逐步排除體系內的水蒸氣，繼續反應 2-3 小時，最終抽真空反應 0。5-1 小時候，得到尼龍共聚產物 DP-PA 6。
3 結果與討論
3。1 DP-PA 6 的阻燃效能
從
Fig.1
和
Table 1
可以看出，PA 6 是一種易燃材料，其極限氧指數值僅為 21。0%，垂直燃燒測試為 V-2 級，且測試過程會產生大量熔滴滴落。隨著 DP 的引入，材料的極限氧指數值逐漸提升至 26。8%（DP3-PA 6），同時自熄效能得到明顯提升，當引入量為 2%（DP2-PA 6）時， 材料能夠透過垂直燃燒 V-0 級，表現出優異的阻燃效能。從
Table 1
的錐形量熱測試結果可以看到，與純 PA 6 相比，DP3-PA 6 的峰值熱釋放（PHRR）、總熱釋放（THR）分別下降了 24%、29%。
Fig. 2
為所製備樣品的應力-應變曲線。可以發現在 1%單體引入量下，材料的力學效能略有上升。隨著阻燃單元含量的增加，材料的力學效能逐漸降低。這主要是由於 DP 單體的引入破壞了 PA 6 分子鏈段的規整性，導致分子鏈間的氫鍵密度和結晶度的降低。值得注意的時，當DP 的引入量為 2%時，材料的拉伸強度和拉伸模量仍然能夠維持在 53。1 MPa 和 1823。6 MPa，此時材料能透過垂直燃燒測試 V-0 級別。
4 結論
本文設計合成了一種新型含磷阻燃劑，併成功製備得到了本徵阻燃尼龍 6，所製備的材料表現出了優異的阻燃效能和力學效能。在僅新增 2%的 DP 時，材料即可透過垂直燃燒測試 V-0 級、力學效能略微下降。當新增量提升至 3%時，材料的極限氧指數能夠達到 26。8%，且 PHRR、THR 比於純 PA 6 均有所降低。所製備的阻燃共聚尼龍 6 展現出來的高阻燃效率和高力學效能， 使其在特定領域具有很好的應用潛力，同時本工作也為尼龍的高效阻燃提供了新的思路。
鳴謝張琴，劉博文，王玉忠
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