阻燃復(fù)合體系是指以提高塑料燃燒時(shí)的氧指數(shù)以及提高塑料自熄性、消煙性為目的，采用多種阻燃劑合其它助劑按一定比例配合而成的體系。體系應(yīng)充分考慮對(duì)制品性能的影響，滿足制品性能的要求。應(yīng)依據(jù)樹脂品種特性，綜合考慮阻燃合成本等因數(shù)，使制品達(dá)到所要求的阻燃等級(jí)。應(yīng)注重阻燃劑間的協(xié)同作用，阻燃劑為鹵素時(shí)為防止其在成型加工中分解，可適當(dāng)加入熱穩(wěn)定劑。應(yīng)盡量選用新型、高效、低毒合多功能阻燃劑。
復(fù)合體系阻燃劑應(yīng)考慮主阻燃和輔助阻燃之間的協(xié)同作用：鹵系與銻系、磷系它們復(fù)合時(shí)鹵化物或磷化物與銻系中的銻作用，而成型密度高的鹵化銻或銻的磷化物，具有良好的隔氧性。鹵系和銻系配比為3：1為最佳。鹵系與磷系復(fù)合體系中，鹵系起到了氣相阻燃作用，磷系起到了固相阻燃作用。兩者成型固+氣相體系。兩者反應(yīng)后形成密度大的磷鹵化合物，不易擴(kuò)散，可隔氧，增大氣相阻燃效果。兩相體系好過一相，配比為3：2時(shí)最佳。
AL(OH)?和Mg(OH)?復(fù)合體系阻燃，兩者都能分解吸熱，生產(chǎn)水帶走能量，沖淡氣體濃度，分解產(chǎn)生的殘?jiān)皆谒芰媳砻嫫鸬礁粞踝饔谩?/span>Mg(OH)?可使塑料表面碳化，AL(OH)?可促使Mg(OH)?碳化加速，從而起到協(xié)同作用，配比為2：1或3：1為最佳。金屬氫氧化物與紅磷、聚磷酸銨等有機(jī)磷系阻燃體系，有機(jī)磷有強(qiáng)烈的脫水作用，可促使金屬氫氧化物脫水更為徹底。金屬氧化物阻燃體系Sb?O?與其它金屬氧化物配合時(shí)，可以調(diào)節(jié)體系的分解溫度。消煙效果好。對(duì)于透明制品常選用透明的有機(jī)阻燃劑，如三聚氰胺氰尿酸酯等，無機(jī)阻燃劑Sb?O?、硼酸鋅及鹵化錫可用于透明制品。選用無機(jī)阻燃劑時(shí)，通常對(duì)無機(jī)阻燃劑進(jìn)行偶聯(lián)處理，以提高其與樹脂的相容性。
無鹵阻燃劑主要有磷系、氮系、無機(jī)粉體阻燃劑、有機(jī)硅類以及由氮、磷及無機(jī)粉體組成的膨脹型阻燃劑等。
紅磷是磷系阻燃劑中較好的一種阻燃劑，具有添加量少、高效、用途廣等優(yōu)點(diǎn)。紅磷與高分子材料相容性差，難以直接作為阻燃劑使用。一般要經(jīng)過微膠囊包覆處理才能使用，如HPPEA。微膠囊紅磷在加工溫度和壓力下不會(huì)破裂，但其著火時(shí)，包覆膜卻能立即熔融分解釋放出阻燃劑而達(dá)到阻燃目的。包覆紅磷由于阻燃元素磷含量比較高，因此，比其它磷系阻燃劑效率高很多。
氮系無鹵阻燃主要有三大類：三聚氰胺、雙氰胺、胍胺及其衍生物。其中三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯和三聚氰胺磷酸酯是阻燃市場(chǎng)具有發(fā)展?jié)摿Φ钠贩N。
無機(jī)阻燃劑主要采用無機(jī)氫氧化物AL(OH)?和Mg(OH)?等，它們具有阻燃、消煙和填充功能，阻燃效果一般，其與高分子相容性差，要經(jīng)表面處理才能和高分子材料共混，且用量大直接影響共混材料的綜合性能，價(jià)格也是一方面因數(shù)。
無鹵環(huán)保膨脹型阻燃劑（如FR1220），與PP樹脂有良好的相容性，對(duì)基體樹脂的力學(xué)性能影響很少，在成型過程中具有較好的加工性和穩(wěn)定性。阻燃時(shí)能在樹脂表面生成均勻多孔碳質(zhì)泡沫層，能隔熱、阻燃、抑煙，并且能防止產(chǎn)生熔滴，實(shí)現(xiàn)良好的阻燃作用。
功能化熱膨脹石墨EG-T，將可膨脹石墨GIC在800℃下熱膨脹60s制得EG（膨脹容積大約為110mL/g)。量取150mL濃H?SO?和50mL濃HNO?制得混合酸，冷卻至30℃，與2g的EG混合，在超聲浴中處理60min.隨后將混合物加熱到120℃，并在此溫度下攪拌反應(yīng)2小時(shí)。隨后將該反應(yīng)物加到4000mL水中稀釋，放置12小時(shí)后真空抽濾，清洗數(shù)次直至濾液呈中性。將反應(yīng)物放置在60℃烘箱中烘干，得到表面接枝有-OH、-COOH等基團(tuán)的酸化熱膨脹石墨EG-A。
稱取0.24g的TDI與50mL的無水丙酮（通過無水氯化鈣除水?dāng)?shù)天）混合；將3.0gEG-A和250mL無水丙酮加入500mL的器皿中混合，連接上冷疑管，在55℃下超聲波攪拌條件下反應(yīng)50min，反應(yīng)過程中緩慢滴入TDI/無水丙酮混合液。常溫?fù)]發(fā)無水丙酮，再用加熱烘干燈照射干燥，放入60℃真空烘烤箱中干燥12小時(shí)。得到具有-N=C=O活性基團(tuán)TDI功能性熱膨脹石墨EG-T。
樣品制備，純PA6顆粒以及EG-A、EG-T質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的PA6基復(fù)合材料，標(biāo)為PA6/EG-A、PA6/EG-T，對(duì)應(yīng)的引入超聲輔助制備的材料標(biāo)記為PA6/EG-A-U、PA6/EG-T-U。
PA6與聚合物共混反應(yīng)，使界面粘結(jié)強(qiáng)度提高，EG-A、EG-T分子在PA6的連續(xù)相中分散均勻，且短鏈結(jié)構(gòu)，使結(jié)晶度有所上升，拉伸強(qiáng)度、拉伸模量提高明顯。特別是復(fù)合材料含量達(dá)0.5%時(shí)，綜合性提高較大，再經(jīng)過超聲輔助后綜合性能又達(dá)到更高層次。是因?yàn)閺?fù)合材料與PA6相容性好，兩相相面粘結(jié)強(qiáng)度高，相間間距短，分子間作用力度大，分散相均勻分散在連續(xù)相中，優(yōu)化了應(yīng)力多相之間的傳遞，超聲輔助分子間更均勻共聚，起到了更上一層樓的作用。
EG經(jīng)過熱膨脹和酸處理之后，其層面被打開，片層厚度可薄至數(shù)十納米；酸處理使GIC片層層面被腐蝕成高低不平且均勻的結(jié)構(gòu)，有利于接枝基團(tuán)提高接枝率，提高了其在PA6中的分散性能及其與PA6基體的界面結(jié)合作用。
PA6/EG-T復(fù)合材料結(jié)晶度從純PA6的29.56%提高到37.40%，提高了7.84%，結(jié)晶溫度提高了2.8℃。EG-T含量0.5%時(shí)PA6/EG-T復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量分別提高了14.6%和14.9%。超聲輔助后其綜合性能進(jìn)一步提高。特別是耐熱性從純PA6的76.5℃提升到110.9℃，提高了34.4℃。