尼龙( PA) 是分子链结构中含有酰胺键的热塑性树脂。由于其具有较好的力学性能和使用性能，尼龙在汽车、机械、电子、化工等领域均得到了广泛应用，成为目前世界上产量最大、应用范围最广的工程塑料。
但是，尼龙材料无阻燃性，当采用玻璃纤维增强改性时，会产生“烛芯效应”，使复合材料的阻燃性能显著降低。因此，应继续对尼龙阻燃技术进行研究。目前尼龙阻燃的研究热点是什么？又会如何发展呢？
01 尼龙阻燃的热点是什么？
北京理工大学及
国家阻燃材料工程技术研究中心的
刘霖靖等人通过对近三十年来国内外尼龙阻燃领域的研究开发状况进行总结及分析，得出了如下结论：
国内尼龙阻燃学术论文研究热点分析( a) 研究主题( b) 研究关键词
由图可知，新型阻燃剂、阻燃尼龙复合材料的研究开发是目前研究的热点问题，同时，阻燃研究中最受关注的尼龙种类是
尼龙 6和
尼龙 66。
未经阻燃改性的尼龙的阻燃性较差。不同种类尼龙的氧指数不同，其中，尼龙 66 氧指数为 24. 3% ，尼 龙 1010 氧指数为 25. 5% ，尼龙 6 氧指数为 26. 4% 。而在垂直燃烧测试过程中，尼龙的熔滴现象导致使用过程中具有潜在的火灾危险。尼龙新型阻燃剂的合成及反应性阻燃技术是目前该领域的主要研究内容，而早期广泛采用的含卤阻燃体系虽然仅添加少量即具有较好的阻燃效果，但是，含卤阻燃剂在燃烧过程中会分解产生二恶英等，对环境生态有害的有毒气体。因此，在继续研究新型阻燃技术的同时，
无卤阻燃也已成为研究的主流趋势。
另外，
“力学性能”、“增强”、“玻璃纤维”、“增韧”等关键词的比例约为 10% ，因此，阻燃性能提高的同时，保持复合材料的力学性能仍是研究热点，这与无卤阻燃剂添加量较大，对复合材料的力学性能影响较大有一定的关系。因此，寻找可以使材料力学性能提升的方法也成为尼龙阻燃研究的热点。添加玻璃纤维增强改性虽然是目前较为普遍的改善复合材料力学性能的方法，但是复合材料会产生“烛芯效应”，因此，在玻纤增强的尼龙复合材料中，需要特别注意阻燃体系的设计。“整理剂”作为最热门的研究主题，反映出
尼龙纤维的阻燃在尼龙阻燃的研究中占有重要比例。
02 不同阻燃体系在尼龙阻燃中的研究情况
通过年度数据统计，如图所示，图中堆积柱状图中深浅程度不同代表含不同元素的阻燃剂体系，色块间的过渡越模糊表示应用过程中不同元素共同使用的频率越高。
尼龙阻燃相关论文及不同无卤阻燃体系论文发表数量年度趋势( a) 数据来源: SCI 数据库( b) 数据来源: 中国知网文献数据库
结果表明，无论是国际还是国内，无卤阻燃剂在尼龙阻燃中的应用均较广泛。仅磷系、氮系、硅系 3 种无卤阻燃剂，在 SCI 数据库相关论文中的比例可以达到 65. 74% ，在中国知网数据库相关论文中的比例可以达到 43. 34% 。其中，含磷阻燃剂在尼龙无卤阻燃技术中的应用最多，与其他 2种阻燃剂复配使用的频率较高。目前，尼龙阻燃复配体系中，研究较为完善、应用范围最广的是磷 － 氮复配体系，国内外关于磷氮协效阻燃机理的研究也日益完善。
进一步深入了解各种阻燃剂应用情况
从图中可以看出，包括
红磷、
次膦酸盐、
三聚氰胺聚磷酸盐( MPP)在内的含磷阻燃剂在尼龙阻燃中应用的频率均较高。
国内不同尼龙阻燃剂论文发表数量年度趋势
1、磷系阻燃剂
根据结构和组成的不同，分为无机磷系和有机磷系阻燃剂 2 大类。无机磷系阻燃剂主要包括红磷、聚磷酸铵及磷酸盐等; 有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、磷酸酯及有机次磷酸盐等。磷系阻燃剂虽然具有较高的阻燃效率，但是，在使用过程中会释放对人体有害的磷化氢气体，通过相关改性可有效抑制。
2、三聚氰胺氰尿酸盐( MCA) 等含氮阻燃剂
在尼龙中的应用也较多。由于 MCA 同时具有促进炭化和发泡的作用。包括 MCA 和三聚氰胺聚磷酸盐( MPP) 在内的三聚氰胺基阻燃剂，由于与尼龙基材的相容性较差，影响阻燃剂发挥作用。需要对其进行表面改性或化学修饰，破坏其二维片层结构，能够有效地改善其在基体中的相容性。同时，MCA 可以与包括凹凸棒石( AT、硅氧烷、Sb2 O3等不同类型的阻燃剂复配使用，是目前增长最快且使用量最大的三聚氰胺系阻燃剂。
3、无机阻燃剂（有氢氧化镁、Sb2O3、硼酸锌等）
具有热稳定性好、阻燃效果持续时间较长、绿色环保、低毒性等特点，但是单独使用时，需要的添加量较大、阻燃效率较低，对基体材料力学性能的影响显著，主要是与其他阻燃剂复配使用。
4、纳米阻燃体系
在近年来随着新材料的开发和研究工作的推进，以碳纳米管、倍半硅氧烷( POSS) 、石墨烯为代表的无机纳米材料逐渐拓展其应用范围。与传统阻燃剂相比，纳米材料由于其的微观结构和化学结构，通过表面改性或分子结构设计得到的材料的增益效果更好。
03 尼龙阻燃体系将如何发展？
虽然，磷系、氮系阻燃剂一直是尼龙阻燃的主要技术，但是近年来，磷系、氮系阻燃的缺陷逐渐突显，如与塑料基体相容性较差以及含磷阻燃剂燃烧时会产生有毒气体等，均导致了其应用受到限制。阻燃剂的种类、添加量以及其与基体的相容性等因素，均有会影响尼龙复合材料的力学性能。
以蒙脱石、碳纳米管、POSS 为代表的纳米阻燃剂，正在学术研究、技术开发中受到越来多的关注。通过加强界面效应，可以增强阻燃剂与基体间的相容性，有利于阻燃剂更高效地发挥阻燃作用，同时，还能提高复合材料的综合性能。因此，开发新型有机 － 无机杂化阻燃剂、纳米阻燃剂，或将其与传统阻燃剂复配使用，探索协效机理，有可能成为同时提高阻燃效率、增强尼龙复合材料力学性能的突破点！
