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尼龙6(PA6)作为一种常见的工程塑料,具有优良的综合性能,广泛应用于交通运输、电子电气等领域。同时,PA6作为有机高分子材料,易燃烧,放热量高,在火焰中的燃烧速度快,特别是燃烧时产生大量的有焰熔滴,增大了火灾传播的危险性。因此开发综合性能优良的阻燃PA6材料,对于扩大其应用范围,增加产品附加值有着非常重要的意义。次膦酸盐阻燃剂因其具有C-P键,化学稳定性好,具有阻燃效能高、低烟、无毒、对材料的物理和机械性能影响小等优势,可广泛应用于环氧树脂、聚酯、聚氨酯、聚烯烃、尼龙等高分子材料的阻燃。本论文主要以苯基次膦酸(PPA)、2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)分别与氢氧化铝(ATH)、三聚氰胺(MEL)反应,制备出四种新型次膦酸盐阻燃剂:苯基次膦酸铝(ALPP)、2-羧乙基苯基次膦酸铝(ALCEP)、苯基次膦酸三聚氰胺盐(PPM)和2-羧乙基苯基次膦酸三聚氰胺盐(MCEP)。通过红外光谱(FTIR)、核磁共振、元素分析、热失重分析(TG)等方法进行结构表征与分析,证明各种产物的结构特征和我们所需的结构一致,并从中选出性能优越的阻燃剂MCEP和ALPP应用于PA6材料,对其进行阻燃性能、力学性能等方面研究,并初步探讨其阻燃机理。将2-羧乙基苯基次膦酸三聚氰胺盐(MCEP)与环氧树脂包覆次膦酸铝(EAP)复配添加到PA6中,通过垂直燃烧测试、极限氧指数法(LOI)、热失重分析(TG)等研究手段对PA6阻燃材料的阻燃性能、热稳定性能及力学性能进行研究。结果表明,当阻燃剂添加总量为10%以上时,会出现明显分解现象,故应适当降低阻燃剂的添加量。在各组分中,当添加4.5%MCEP及4.5%EAP可达到相对较好的阻燃性能,LOI值可达28.4%,但垂直燃烧评级只能达到V-2级别。添加MCEP复配阻燃剂后,热稳定性能得到明显提高,并表现出良好的力学性能。以自行合成的苯基次膦酸铝(ALPP)为主体阻燃剂,选择三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)与硼酸锌(ZB)等为协效阻燃剂,通过复配添加到含30%玻纤的尼龙6材料,通过垂直燃烧测试、极限氧指数法(LOI)、热失重分析(TG)等研究手段对玻纤尼龙6(GFPA6)阻燃材料的阻燃性能、热稳定性能及力学性能进行研究。结果表明,当添加12%ALPP、6%MCA和3%ZB时,有效地降低了 GFPA6材料的起始分解温度,相比单纯添加ALPP阻燃剂,残余质量得到进一步提升,阻燃性能最好,可达UL94V-0级别,LOI值为31.2%,并且力学性能得到很好的保持。采用热重红外联用(TG-FTIR),裂解气相色谱质谱联用(Py-GC-MS)及扫描电镜(SEM)对以ALPP为主的阻燃复配体系阻燃GFPA6的阻燃机理进行初步探讨。结果表明:添加ALPP复配体系阻燃GFPA6材料的气相裂解产物中,没有发现含磷化合物,说明ALPP与MCA复配阻燃体系主要在凝聚相中发挥作用,提高残炭量,促进炭层的形成。通过SEM观察发现,材料燃烧后表面生成多孔泡沫层,起到隔热、隔氧的作用,可有效隔绝热传递,而ZB的加入进一步促进炭层的生成,表面多孔泡沫层愈发致密,保护GFPA6基体,起到减缓热氧传播的作用。