协同阻燃尼龙6的研究 (2)

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3.8 阻燃体系的阻燃机理分析 . 18

结论 21

致谢 22

参考文献.. 23

1 绪论 1.1 尼龙 6简介尼龙（聚酰胺），密度为1.15g/cm，其分子链上连有重复的酰胺基团，在红外谱图上有三个酰胺特征吸收带，尼龙可以分为脂肪族尼龙，脂肪-芳香族尼龙和芳香族尼龙三种，其中用的最为多的是脂肪族尼龙。尼龙作为世界上的第一种合成纤维，于 1939 年实现了工业化生产，其注塑制品于 20 世纪 50 年代开始开发和生产。尼龙具有力学性能良好、耐热性好、耐磨性好和摩擦系数低等良好的性能，但是具有可燃性。尼龙是五大通用工程塑料中产量最高、源]自{751·~论\文}网·www.751com.cn/ 种类最多、用途最广、综合性能好的基础树脂，尼龙有很多种包括:PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610 等，其中PA6和PA66 (约占 90% ) 的产量与消耗量最大，且约30%的都是阻燃尼龙产品。PA6与PA66的化学物理性质很相似，但 PA6的熔点相对较低且工艺温度选择更为广泛，PA6的抗冲击性和抗溶解性都比 PA66的好，而且 PA6 的应用很广泛，轴承制造、齿轮、推进器、滑轮套、汽车和拖拉机上的各种输油管、活塞、绳索等都用到了 PA6，但 PA6 具有可燃性，所以 PA6 的阻燃是需要考虑的重要问题。根据阻燃剂与阻燃材料之间有无发生化学反应来看，尼龙常用的阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂两大类。PA6开始燃烧的温度大约在 420℃，其氧指数约在23左右，属于可燃物。适用于 PA6的阻燃剂主要有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、无机阻燃剂等[1]。
1.2 阻燃剂的研究现状 1.2.1 阻燃剂的种类尼龙的阻燃剂有很多种，包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、无机阻燃剂等。卤系阻燃剂，是分子中含有元素周期表中第七主族元素 F、Cl、Br和 I的阻燃剂。它们的化学结构差异很大，有的是脂肪族和芳香族的碳发生卤化反应（所有氢被卤素取代）而得到的，有的是从无机物中获得卤素，但是对聚合物来说最有效的阻燃剂是有机卤素化合物。在卤素中，有机氯和有机溴用的最多，有机溴化物是最常用的。虽然卤素具有阻燃性，但是由于其燃烧后释放的物质对环境有破坏性，所以现在已经不被采用。红磷、聚磷酸铵和有机磷系等阻燃剂是磷系阻燃剂中最常用的阻燃剂，而常用的有机磷系阻燃剂有磷酸三甲苯酯、丙苯系磷酸酯、磷酸三 (二甲苯) 酯、丁苯系磷酸酯、磷酸三苯酯等。方科益[2]等研究发现往尼龙6中添加具有超支化结构的聚磷酸脂阻燃剂（HPPEA）能促进降解过程中的交联成炭，提高炭层致密性，阻碍热和可燃气体的传递，从而提高阻燃性能。氮系阻燃剂对于含高聚物材料（如尼龙）的阻燃是十分有效果的。目前氮系阻燃剂用得最多的主要有三种：三聚氰胺及其衍生物和胍类化合物。虽然三聚氰胺对尼龙的阻燃效率较高，但用于尼龙阻燃体系时三聚氰胺存在容易析出或冒霜的问题。唐林生[3]等研究发现有一种基于烷基次磷酸铝的新型磷氮阻燃剂（OP）对PA6 具有很好的阻燃作用，随着 OP 的添加量增加材料的弯曲强度和弯曲模量也随着增加，但是会降低拉伸强度和冲击功。王建荣，刘治国[4]等通过实验发现，25%三聚氰胺聚磷酸盐（MMP）的添加量只能使尼龙 6 的氧指数提高 5.5%，而垂直燃烧性能几乎没有改善。无机阻燃剂包括铝系阻燃剂、镁系阻燃剂、硼系阻燃剂等，常用的无机阻燃剂有三氧化二锑（ATO）、硼酸锌（ZB）、氢氧化铝（ATH）、氢氧化镁（MH）等[1]。使用这类阻燃剂的主要优点是它们能够弥补其它阻燃剂的缺点/不足，由于它们是无机结构因此燃烧后对环境的影响很小。罗鸿鑫[7]等通过实验发现 MH经表面处理过后与大分子接枝物复配成阻燃尼龙时，当 MH 用量达到 40%时，氧指数可达30%以上，垂直燃烧可达 UL94V-0级。