高分子聚合物广泛应用于建筑装饰、交通运输和电子电器等领域，然而大部分高分子聚合物主要由碳、氢元素构成，遇火易燃烧，存在巨大的安全隐患。目前提高聚合物阻燃性能最有效的方法是添加阻燃剂。
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纳米材料具有优异的量子尺寸效应及表面效应，拥有许多其他传统材料不具备的特殊性质，在聚合物基体中加入少量的纳米阻燃剂，即可有效提高聚合物的阻燃性能和力学性能。目前研究最多的纳米阻燃剂主要有石墨烯、层状双氢氧化物、层状纳米磷酸锆、蒙脱土和碳纳米管等。其中，层状纳米磷酸锆因其尺寸可控，层间含有大量的Brφnsted酸点和Lewis酸点，高温燃烧时可以催化聚合物交联成炭，使其在阻燃聚合物方面有着独特的优势。
层状纳米磷酸锆可分为α型和γ型两种不同的结构。
α-磷酸锆催化成炭阻燃聚合物研究进展
1α-磷酸锆催化成炭阻燃聚合物α-ZrP层间拥有大量的Brφnsted酸点（H+）和Lewis酸点（Zr4+），在高温过程中会催化聚合物交联成炭，形成致密的保护层，阻隔氧气和热量的传递，从而发挥阻燃作用。
2α-磷酸锆催化成炭协效阻燃聚合物聚合物的燃烧是一个十分剧烈的物理化学变化过程，α-ZrP虽然具有良好的催化成炭和片层阻隔作用，但单独使用时难以满足聚合物的阻燃要求。因此常通过将其与其他协效阻燃来提高聚合物的阻燃性能。
有学者通过将聚磷酸铵和季戊四醇组成的IFR体系，并将其经有机改性的α-ZrP（OZrP）复配阻燃聚丙烯（PP）。IFR/OZrP可有效提高PP的热稳定性和阻燃性能。
3α-磷酸锆的未来展望α-ZrP作为一类新型二维层状纳米阻燃剂，尺寸可控、制备方法较为简单，具有突出的固体酸催化成炭效应及气体阻隔作用，可有效提高聚合物的阻燃性能。但在实际应用中还有很多不足之处，如分散性仍不理想、阻燃效率偏低和功能较为单一。
对α-ZrP纳米片层进行化学修饰，使其与聚合物有更好的相容性。同时赋予其更高的阻燃效率与多功能化（如抗紫外老化、抗静电和自修复等），是聚合物/磷酸锆纳米复合材料的重要发展方向。
磷酸锆无卤阻燃尼龙前景广阔
尼龙是世界上出现的第一种合成纤维，是聚酰胺纤维(锦纶)的一种叫法。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，从一定意义上说改变了人们的生活。尼龙是合成纤维工业的重大突破，也是高分子化学的一个重要里程碑。后来，科学家在尼龙中加入了阻燃剂，以解决尼龙的易燃问题。
随着尼龙工程塑料的应用越来越广泛，阻燃剂的品种越来越多，以及阻燃技术的开发研究不断深入，阻燃尼龙在未来几十年会往以下4个发展方向：
一是阻燃剂的复配技术。国际上很多阻燃剂厂家从事开发新型的协同体系，即将多种阻燃剂复配，以达到降低阻燃剂用量、提高阻燃性能的目的，既降低了阻燃材料的价格，又减少了物理性能的损失。
二是无卤化、低毒低卤化。许多国家已经禁止或者限制了含卤阻燃剂的使用，而代之为磷、氮系阻燃剂和无机阻燃剂。
三是多功能化。在某些行业除了要求尼龙具有阻燃性能，还要求具有如导热、导电、抗静电等，需要大量添加其他助剂以达到用户的要求。
四是成本与性能的均衡。开发高效阻燃体系，减少阻燃剂对材料物理性能的影响，同时还可以减少污染、降低成本。
1APSO改性磷酸锆复配尼龙阻燃剂采用氨基苯基硅油（APSO）改性α-ZrP，并将其与PA6熔融共混制备了PA6/APSO-ZrP复合材料。力学性能测试结果表明APSO-ZrP的加入有利于复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度的提高。XRD结果表明0-ZrP的加入使PP相生成了γ晶型；热变形温度（HDT）测试结果表明，相较纯PA6，PA6/APSO-ZrP复合材料的热变形温度显著提高；氧指数（OI）结果表明α-ZrP和APSO均能提高PA6的阻燃性；熔体流动速率（MFR）结果表明α-ZrP的加入有助于改善PA6的加工性能。氧指数（OI）结果表明当O-ZrP随着α-ZrP及APSO含量的增加复合材料的氧指数增加，熔体流动速率（MFR）数据表明α-ZrP的加入改善了PA6的加工性能。
2磷酸锆与PA6共混另外，磷酸锆作为一种新型阻燃材料，也能直接与PA6共混，提高其性能。
性能改善如下：（相较于普通PA6或者不添加磷酸锆的PA6材料对比）
热稳定性：在添加量1-2%时，可提高；添加量达到5%后反而降低；
热变形温度：4%时可提高%；
拉伸强度：添加量为1%，2%，4%时分别提高17%，18%，23%；
拉伸模量：添加量为1%，2%，4%时分别提高94%，%，%；
选用a-ZrP与尼龙6直接共混，熔融挤出，得到不同含量磷酸锆的尼龙6复合材料，对其结构进行了表征，并对其热稳定性及力学性能进行了研究。
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参考资料：层状纳米磷酸锆的制备及催化成炭阻燃聚合物的研究进展（李佳欣、赖学军）
磷酸锆在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同阻燃效果研究（杨丹丹，胡源）
部分素材来源：耀隆新材料
编辑整理：塑道学苑
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