PA6即聚酰胺6，由于其力學性能優異，耐摩擦性、耐熱性、電絕緣性、耐候性良好，是一種廣泛應用于電子電器市場以及運輸和家電等行業的高分子材料。然而，PA6材料的阻燃性能不足，可能會導致安全隱患，因此需要開發出更具阻燃性的PA6材料，以滿足各個行業的安全需求，從而為我們安全、舒適的居住環境和出行保駕護航！

提高PA6阻燃性能的常用措施之一就是添加阻燃劑。一般來說，阻燃劑的用量越少越好，以便對阻燃PA6的性能和加工行為產生最小的影響。其中對阻燃PA6材料加工性能的研究可以使用耐馳的毛細管流變儀進行測試與評估。本文主要通過采用耐馳Taurus的錐形量熱儀TCC 918對某客戶的不同PA6材料的燃燒行為和煙氣特性進行測試和分析。

儀器：NETZSCH Taurus TCC 918

樣品加工：注塑成型

樣品尺寸：100 x 100 x 4 mm³

熱輻射通量：50 kW/m²

測試方法：測試前將分析儀進行全自動校準測試，使初始氧濃度值保持在20.950%±0.01%。隨后將樣品的側面和底面用鋁箔紙包覆后放入樣品盒，待輻射錐加熱的工作溫度后，將樣品盒放入輻射錐下方（樣品上表面與錐下表面間距25mm）開始測試，使用火花點火器點燃樣品并記錄樣品點燃時間，熄滅時間。

圖1  TCC 918測試設備

（點擊圖片可查看儀器詳情）

圖2為純PA6材料和含不同阻燃劑的PA6材料的質量損失曲線，可以看出，含石墨基阻燃劑的PA6樣品的質量損失最小。而添加有無鹵阻燃劑的PA6樣品的質量損失和純PA6樣品表現出相似的趨勢，說明該無鹵阻燃劑對PA6在燃燒階段的質量損失沒有明顯的抑制作用。

圖3為純PA6材料和含不同阻燃劑的PA6材料的熱釋放速率曲線，也被稱為HRR曲線。可以看出，所有樣品的熱釋放速率整體上均隨著時間的增加而呈現先增大后減小的趨勢。添加阻燃劑后，PA6樣品的熱釋放速率得到明顯降低，而添加石墨基阻燃劑的PA6樣品的峰值熱釋放速率約為200 kW/m²，表現出最小的熱釋放速率，說明石墨基阻燃劑對PA6的阻燃效果最好。

圖2 不同PA6材料的質量損失曲線

圖3 不同PA6材料的熱釋放速率（HRR）曲線

圖4為純PA6材料和含不同阻燃劑的PA6材料的透光度曲線。當材料未發生燃燒時，透光度為100%，隨著燃燒反應的進行，材料產生煙霧量增加，透光度會下降，因此，可以通過透光度的變化來反應材料燃燒時煙霧釋放的特性。從圖中可以看出，添加石墨基阻燃劑的PA6材料的透光度下降最小，說明該阻燃劑對PA6材料具有非常明顯的抑煙作用；而添加有無鹵阻燃劑的PA6材料的透光度下降最多，說明該阻燃劑對PA6材料燃燒產煙性能不僅無抑制作用，反而還有促進作用，因此該阻燃劑不適合制備阻燃低煙型PA6材料。

圖4  不同PA6材料的透光度曲線

本文通過使用錐形量熱儀TCC 918測試了添加有不同阻燃劑的PA6材料在燃燒過程中的質量損失，熱釋放和產煙特性，對結果的綜合分析可以有效指導我們選擇合適的阻燃配方，研發出低成本、高效阻燃且低煙的阻燃材料。就本研究而言，添加有石墨基阻燃劑的PA6材料的阻燃性能最佳。

作者

曾凡鑫

耐馳儀器公司應用實驗室