聚酰胺6无卤阻燃改性的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.019

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (12): 133-141.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.019

聚酰胺6无卤阻燃改性的研究进展

韩顺涛, 段昌榆, 李明谦, 马秀清()

北京化工大学机电工程学院，北京 100029

收稿日期:2022-07-30 出版日期:2022-12-26 发布日期:2022-12-20
通讯作者: 马秀清（1966-），女，教授，研究方向为聚合物加工、原理及设备等，maxq@mail.buct.edu.cn
E-mail:maxq@mail.buct.edu.cn

Research progress in halogen⁃free flame⁃retardant modification of polyamide 6

HAN Shuntao, DUAN Changyu, LI Mingqian, MA Xiuqing()

College of Mechanical and Electrical Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China

Received:2022-07-30 Online:2022-12-26 Published:2022-12-20
Contact: MA Xiuqing E-mail:maxq@mail.buct.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

针对聚酰胺6（PA6）易燃性和卤系阻燃改性污染性的问题，介绍了未改性PA6的燃烧机理和阻燃机理，综述了近年来PA6材料无卤阻燃改性的研究进展，包括单一无卤阻燃改性和协效无卤阻燃改性两大类，其中单一无卤阻燃改性又分为有机阻燃改性（磷系阻燃改性、氮系阻燃改性、硅系阻燃改性）、无机金属阻燃改性、纳米阻燃改性，最后对PA6无卤阻燃改性的前景作出了展望。

关键词: 聚酰胺6, 改性, 阻燃性能

Abstract:

To solve the problems in the flammability of polyamide 6 （PA6） and the toxicity of halogen flame retardant modification， the combustion and flame⁃retardant mechanisms for PA6 were introduced. The research progress in the halogen⁃free flame⁃retardant modification of PA6 in recent years was reviewed， which included organic⁃flame⁃retardant modification （phosphorus⁃flame⁃retardant modification， nitrogen⁃flame⁃retardant modification， silicon⁃flame⁃retardant modification）， inorganic⁃metals⁃flame⁃retardant modification， nano⁃flame⁃retardant modification， and halogen⁃free synergistic⁃flame⁃retardant modification. The future development prospect of halogen⁃free flame⁃retardant modification for PA6 was proposed.

Key words: polyamide 6, modification, flame retardancy

中图分类号:

TQ 323.6

韩顺涛, 段昌榆, 李明谦, 马秀清. 聚酰胺6无卤阻燃改性的研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(12): 133-141.

HAN Shuntao, DUAN Changyu, LI Mingqian, MA Xiuqing. Research progress in halogen⁃free flame⁃retardant modification of polyamide 6[J]. China Plastics, 2022, 36(12): 133-141.

图/表 2

参考文献 50

1	胡慧廉，施嘉亮，郎蕾，等. 热裂解气质联用鉴别PA56、PA66和PA6［J］. 中国塑料， 2021， 35（11）：120⁃124.
	HU H L， SHI J L， LANG L， et al. Identification of PA56， PA66 and PA6 through pyrolysis gas chromatography⁃mass spectrometry［J］. China Plastics， 2021， 35（11）：120⁃124.
2	郑骏驰，舒帮建，孙兆懿，等. 阻燃PA6复合材料研究进展［J］. 工程塑料应用， 2019， 47（11）：149⁃155.
	ZHENG J C， SHU B J， SUN Z Y， et al. Research progress of flame retardant PA6 composites［J］. Engineering Plastics Application， 2019， 47（11）：149⁃155.
3	Greta Stieger， Martin Scheringer， Ng Carla A， et al. Assessing the persistence， bioaccumulation potential and toxicity of brominated flame retardants： data availability and quality for 36 alternative brominated flame retardants［J］. Chemosphere， 2014， 116：118⁃123.
4	Giulia Poma， Malysheva Svetlana V， Séverine Goscinny， et al. Occurrence of selected halogenated flame retardants in belgian foodstuff［J］. Chemosphere， 2018， 194：256⁃265.
5	任子贺，曾艳红，唐斌，等. 水生和陆生生物体中卤系阻燃剂的差异性富集研究：以鲶鱼和家鸽为例［J］. 生态毒理学报， 2018， 13（01）：163⁃168.
	REN Z H， ZENG Y H， TANG B， et al. Bioaccumulative characteristics of halogenated flame retardants in aquatic and terrestrial biotas： a case study of catfish and pigeons［J］. Asian Journal of Ecotoxicology， 2018， 13（01）：163⁃168.
6	吴江平，冯文露，吴思康，等. 废弃电子垃圾拆解地野生鱼类卤系阻燃剂残留［J］. 中国环境科学， 2021， 41（04）：1 886⁃1 892.
	WU J P， FENG W L， WU S K， et al. Residues of halogenated flame retardants in wild fish from an abandoned e⁃waste site in South China［J］. China Environmental Science， 2021， 41（04）：1 886⁃1 892.
7	JarosiewiczMonika， DuchnowiczPiotr， WłukaAnna， et al. Evaluation of the effect of brominated flame retardants on hemoglobin oxidation and hemolysis in human erythrocytes［J］. Food and Chemical Toxicology， 2017， 109：1⁃30.
8	吕强. 无卤阻燃永久抗静电玻璃纤维增强聚酰胺6材料的研制［J］. 中国塑料， 2021， 35（07）：58⁃62.
	LYU Q. Preparation of glass⁃fiber reinforced polyamide 6 with halogen⁃free flame retardant and permanent antistatic performance［J］. China Plastics， 2021， 35（07）：58⁃62.
9	魏思淼，邵路山，许准，等. 次磷酸盐⁃环四硅氧烷双基化合物复配二乙基次磷酸铝对PA6的阻燃性能研究［J］. 中国塑料， 2022， 36（07）：129⁃135.
	WEI S M， SHAO L S， XUN Z， et al. Flame retardant performance of PA6 modified with hypophosphite/ siloxane bi⁃functional compound and diethyl aluminum hypophosphite compound［J］. China Plastics， 2022， 36（07）：129⁃135.
10	李中诚. 磷氮阻燃剂的合成及其阻燃PA6复合材料的应用研究［D］. 吉林：长春工业大学， 2019.
11	郑裕磊. 含磷杂菲共聚单体的协效阻燃聚酰胺及其纤维制备与性能研究［D］. 上海：东华大学， 2020.
12	蔡倩，王锐，董振峰，等. PA6/PEPA复合物的制备及结构性能研究［J］. 化工新型材料， 2018， 46（01）：144⁃149.
	CAI Q， WANG R， DONG Z F， et al. Preparation， structure and property of PA6/PEPA composite［J］. New Chemical Materials， 2018， 46（01）：144⁃149.
13	Sun Jinhao， Qian Lijun， Li Juan. Flame retardancy and mechanical properties of polyamide 6 modified by multiple reactions with furan⁃phosphamide［J］. Polymer， 2020， 210：1⁃11.
14	常金鑫，冯亚东，秦泽选，等. 高磷含量聚酯多元醇的制备及其在阻燃PA6中的应用［J］. 塑料科技， 2018， 46（01）：112⁃116.
	CHANG J X， FENG Y D， QIN Z X， et al. Synthesis of high phosphorus⁃containing polyester polyol and its application in flame retardant PA6［J］. Plastics Science and Technology， 2018， 46（01）：112⁃116.
15	郝伟，李明. 医用阻燃PA6/HCCP非织造布的制备及其性能分析［J］. 合成纤维， 2021， 50（09）：34⁃37.
	HAO W， LI M. Preparation and performance analysis of medical flame retardant PA6/HCCP nonwoven fabrics［J］. Synthetic Fiber in China， 2021， 50（09）：34⁃37.
16	Wei Tao， Xu Hu， SunJinhao， et al. Effects of P⁃N flame retardants based on cytosine on flame retardancy and mechanical properties of polyamide 6［J］. Polymer Degradation and Stability， 2020， 174（C）：1⁃10.
17	Zhang Shengming， Fan Xuesong， Xu Chaochen， et al. An inherently flame⁃retardant polyamide 6 containing a phosphorus group prepared by transesterification polymerization［J］. Polymer， 2020， 207：1⁃13.
18	蔡铁锦，董伟，陶岚. 阻燃共聚PA 6的制备及其性能表征［J］. 合成纤维工业， 2020， 43（06）：20⁃25.
	CAI T J， DONG W， TAO L. Preparation and property characterization of flame retardant copolymer PA 6［J］. China Synthetic Fiber Industry， 2020， 43（06）：20⁃25.
19	Mourgas G， Buchmeiser M R，吴雯雯. 纺织品用阻燃聚酰胺［J］. 国际纺织导报， 2020， 48（12）：8⁃10+12.
	MourgasG， BuchmeiserM R， WU W W. Flame⁃retardant polyamides for textile applications［J］. Melliand China， 2020， 48（12）：8⁃10+12.
20	He Feng⁃Ming， Liu Bo⁃Wen， Li Chen， et al. Novel polyamide 6 composites based on schiff⁃base containing phosphonate oligomer： high flame retardancy， great processability and mechanical property［J］. Composites Part A： Applied Science and Manufacturing， 2021， 146：1⁃11.
21	Guo Chengxin， Zhao Yongshuai， Ji Guichen， et al. Organic aluminum hypophosphite/graphitic carbon nitride hybrids as halogen⁃free flame retardants for polyamide 6［J］. Polymers， 2020， 12（10）：1⁃15.
22	贾义军，毕立，陈国军，等. 电子元器件壳体用MCA阻燃尼龙6工程塑料研制［J］. 工程塑料应用， 2020， 48（05）：34⁃38+51.
	JIA Y J， BI L， CHEN G J， et al. Development of MCA flame retardant nylon 6 for electronic appliance［J］. Engineering Plastics Application， 2020， 48（05）：34⁃38+51.
23	袁文聪，魏珊珊，张夏宇. MCA阻燃剂的合成及其在PA6中的应用［J］. 包装工程， 2020， 41（13）：167⁃172.
	YUAN W C， WEI S S， ZHANG X Y. Preparation of MCA flame retardants and its application in PA6［J］. Packaging Engineering， 2020， 41（13）：167⁃172.
24	袁文聪，魏珊珊，张夏宇. 改性MCA的固相合成及其在PA6中的应用［J］. 塑料科技， 2020， 48（03）：37⁃42.
	YUAN W C， WEI S S， ZHANG X Y. Solid phase synthesis of modified MCA and its application in PA6［J］. Plastics Science and Technology， 2020， 48（03）：37⁃42.
25	杨海民，李函坚，林经萍，等. 水滑石对MCA阻燃PA6性能的影响［J］. 塑料工业， 2020， 48（01）：96⁃99.
	YANG H M， LI H J， LIN J P， et al. Effect of hydrotalcite on the properties of MCA/PA6 flame⁃retardant composites［J］. China Plastics Industry， 2020， 48（01）：96⁃99.
26	张利建，伍千新，陶馥洁，等. 原位聚合无卤阻燃3D打印PA 6粉末的制备及表征［J］. 合成纤维工业， 2018， 41（01）：39⁃42.
	ZHANG L J， WU Q X， TAO F J， et al. Preparation and characterization of halogen⁃free flame retardant PA 6 Powder for 3D print by in⁃situ polymerization［J］. China Synthetic Fiber Industry， 2018， 41（01）：39⁃42.
27	LuShaolin， Wei Zhou， YangMeijia， et al. Preparation and flame⁃retardant mechanism of polyheptazine/PA6 nanocmposites［J］. Polymer， 2019， 182（C）：1⁃24.
28	祝陈晨，范硕，李发学. 共聚型阻燃抗熔滴尼龙6的制备及表征［J］. 东华大学学报（自然科学版）， 2020， 46（06）：868⁃873.
	ZHU C C， FAN S， LI F X. Preparation and characterization of copolymerized flame⁃retardant nylon 6 with anti⁃dripping performance［J］. Journal of Donghua University （Natural Science）， 2020， 46（06）：868⁃873.
29	Fan Shuo， Bo Peng， Yuan Ruchao， et al. A novel schiff base⁃containing branched polysiloxane as a self⁃crosslinking flame retardant for PA6 with low heat release and excellent anti⁃dripping performance［J］. Composites Part B， 2019， 183（C）：1⁃35.
30	Fan Shuo， Zhu Chenchen， Wu Dequn， et al. Silicon⁃containing inherent flame⁃retardant polyamide 6 with anti⁃dripping via introducing ethylene glycol as the chain⁃linker and charring agent［J］. Polymer Degradation and Stability， 2020， 173：1⁃31.
31	唐小强，任斌，李博，等. 氢氧化镁表面改性对阻燃PA6复合材料性能的影响［J］. 工程塑料应用， 2018， 46（12）：42⁃47.
	TANG X Q， REN B， LI B， et al. Effects of surface modification of magnesium hydroxide on performance of flame retardant PA6 composites［J］. Engineering Plastics Application， 2018， 46（12）：42⁃47.
32	Tao Zheng， XiaWenning， Jing Guo， et al. Modified magnesium hydroxide encapsulated by melamine cyanurate in flame⁃retardant polyamide 6［J］. Journal of Polymer Research， 2020， 27（9）：1⁃11.
33	Casetta M， Michaux G， Ohl B， et al. Key role of magnesium hydroxide surface treatment in the flame retardancy of glass fiber reinforced polyamide 6［J］. Polymer Degradation and Stability， 2018， 148（02）：95⁃103.
34	Tao Zheng， XiaWenning， Jing Guo， et al. Preparation of flame⁃retardant polyamide 6 by incorporating MgO combined with g⁃C₃N₄ ［J］. Polymers for Advanced Technologies， 2020， 31（9）：1⁃9.
35	Wei Zhang， Xu Boren， Gong Caihong， et al. Antibacterial and anti⁃flaming PA6 composite with metathetically prepared nano AgCl@BaSO₄ co⁃precipitates［J］. Frontiers of Chemical Science and Engineering， 2020， 15：1⁃11.
36	Malkappa Kuruma， Bandyopadhyay Jayita， Ray Suprakas Sinha. Design of poly（cyclotriphosphazene）⁃functionalized zirconium phosphate nanoplatelets to simultaneously enhance the dynamic mechanical and flame retardancy properties of polyamide 6［J］. ACS omega， 2020， 5（23）：13 867⁃13 877.
37	Marnviga Boonkongkaew， Kalyanee Sirisinha. Halloysite nanotubes loaded with liquid organophosphate for enhanced flame retardancy and mechanical properties of polyamide 6［J］. Journal of Materials Science， 2018， 53（14）：1⁃13.
38	Zhang Sheng， Guo Jia， Sun Yongyuan， et al. Enhancing the flame retardancy of polyamide 6 by guanidine sulfamate⁃modified carbon nanoparticles： carbon nanotubes versus graphite oxide［J］. Polymer Composites， 2019， 40（S2）：1⁃9.
39	Xue Boqiong， Li Yuchun， Jia Guo， et al. Enhancing flame retardant and antistatic properties of polyamide 6 by a grafted multiwall carbon nanotubes［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2020， 138（11）：1⁃11.
40	Li Yuchun， Wang Jinzhao， Xue Boqiong， et al. Enhancing the flame retardancy and UV resistance of polyamide 6 by introducing ternary supramolecular aggregates［J］. Chemosphere， 2022， 287（02）：1⁃10.
41	蒋铭豪，周健，章震，等. 环保型无卤阻燃剂在PA6材料中的应用［J］. 工程塑料应用， 2020， 48（08）：135⁃138.
	JIANG M H， ZHOU J， ZHANG Z， et al. Application of environmentally friendly halogen⁃free flame retardant in PA6 material［J］. Engineering Plastics Application， 2020， 48（08）：135⁃138.
42	Ying Pan， Lei Song， Wang Weiming， et al. Polydimethylsiloxane wrapped aluminum diethylphosphinate for enhancing the flame retardancy of polyamide 6［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2020， 137（35）：1⁃8.
43	Ma Kun， Li Bin， Xu Miaojun. Simultaneously improving the flame retardancy and mechanical properties for polyamide 6/aluminum diethyl⁃phosphinate composites by incorporating of 1，3，5⁃triglycidyl isocyanurate［J］. Polymers for Advanced Technologies， 2018， 29（03）：1 068⁃1 077.
44	杨正，王振华，鲁世科，等. 硼酸锌协效二乙基次膦酸铝阻燃PA6［J］. 中国塑料， 2022， 36（01）：120⁃127.
	YANG Z， WANG Z H， LU S K， et al. Synergistic effect of zinc borate and aluminum diethylphosphinate on flame retardancy of PA6［J］. China Plastics， 2022， 36（01）：120⁃127.
45	周婷婷，梁兵. 二乙基次膦酸铝/有机蒙脱土协同阻燃PA6［J］. 塑料， 2020， 49（06）：37⁃41.
	ZHOU T T， LIANG B. Synergistic flame retardant of PA6 with aluminum diethyl phosphonate/organic montmorillonite［J］. Plastics， 2020， 49（06）：37⁃41.
46	柳妍，鲁哲宏，康兴隆，等. 改性三氧化二锑协效二乙基次磷酸铝阻燃PA6研究［J］. 中国塑料， 2020， 34 （11）：29⁃35.
	LIU Y， LU Z H， KANG X L， et al. Study on synergistic effect of modified antimony trioxide and aluminum diethylhypophosphite on flame⁃retardant PA6［J］. China Plastics， 2020， 34（11）：29⁃35.
47	周卫东，余小伟，陈龙，等. 纤维级复合阻燃PA6的制备及其热稳定性研究［J］. 合成纤维工业， 2020， 43（03）：16⁃21.
	ZHOU W D， YU X W， CHEN L， et al. Preparation and thermal stability of fiber⁃grade composite flame retardant PA6［J］. China Synthetic Fiber Industry， 2020， 43（03）：16⁃21.
48	Tao Zheng， WangWengui， LiuYaochi. A novel phosphorus⁃nitrogen flame retardant for improving the flame retardancy of polyamide 6： preparation， properties， and flame retardancy mechanism［J］. Polymers for Advanced Technologies， 2021， 32（6）：2 508⁃2 516.
49	Di Youbo， Xing Wu， Zhou Zhao， et al. Experimental investigation of mechanical， thermal， and flame⁃retardant property of polyamide 6/phenoxyphosphazene fibers［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2020， 137（11）：1⁃9.
50	Long Lijuan， Wang Zhou， Xiang Yushu， et al. Function of the aryl group in bis DOPO phosphonate on reducing fire hazards of polyamide 6 composites［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2020， 137（39）：1⁃11. 10

[1]	贾明印, 董贤文, 王佳明, 陈轲. 浸渍方式对纤维增强聚酰胺6复合材料真空袋压成型工艺及性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(9): 1-6.
[2]	张林, 夏章川, 何亚东, 信春玲, 王瑞雪, 任峰. 等离子体射流载气流量大小对玻璃纤维改性效果影响的研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(9): 7-15.
[3]	马超, 马兰荣, 魏辽, 尹慧博, 林祥. 聚乙醇酸材料的加工改性及其水下降解特性的研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(9): 74-84.
[4]	马国成, 何圳, 陈少军. 醋酸纤维素的降解性研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(9): 111-121.
[5]	杨超永, 郭金强, 王富玉, 张玉霞. 高性能塑料薄膜制备方法及改性研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(9): 167-179.
[6]	余大荣, 辛勇. 超高分子量聚乙烯改性研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 135-145.
[7]	喻九阳, 王众浩, 陈琦, 夏亚忠. 基于阀体制造的先进树脂基复合材料性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 16-22.
[8]	陈佰全, 郑友明, 田际波, 张磊, 王金松, 林夏洁, 段亚鹏. 高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 42-48.
[9]	魏思淼, 邵路山, 许准, 刘艳婷, 赵思衡, 许博. 次磷酸盐⁃环四硅氧烷双基化合物复配二乙基次磷酸铝对PA6的阻燃性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 129-135.
[10]	冯凯, 李永青, 马秀清, 韩颖. 聚甲醛增韧改性的研究进展及应用[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 157-164.
[11]	李金凤, 梁卓恩, 彭新龙. 膨胀型阻燃剂/二乙基次磷酸铝阻燃改性不饱和树脂基复合材料[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 116-123.
[12]	陈轲, 刘鸣飞, 赵彪, 潘凯. 有机硅改性高分子材料阻燃及耐烧蚀性能研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 149-154.
[13]	邓天翔, 许利娜, 李守海, 张燕, 姚娜, 贾普友, 丁海阳, 李梅. PVC接枝改性及交联改性方法研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 140-148.
[14]	王镕琛, 张恒, 孙焕惟, 段书霞, 秦子轩, 李晗, 朱斐超, 张一风. 医疗卫生用聚乳酸非织造材料的制备及其亲水改性研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 158-166.
[15]	陈胜, 梁颖超, 吴方娟, 方辉, 范新凤, 陈晖, 王永刚. 聚酰胺6/双向经编玻璃纤维复合材料的制备及其界面改性研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 24-28.

聚酰胺6无卤阻燃改性的研究进展

Research progress in halogen⁃free flame⁃retardant modification of polyamide 6

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 2

参考文献 50

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价