随着人们防火安全意识的提高,具备阻燃性能的材料在日常生活以及工业领域的应用越来越广泛。尼龙6(PA6)作为一种应用重要程度日益提高的新兴材料,销售价格相对便宜,但其使用环境较苛刻,如高温、高湿度、高电压等,PA6的阻燃性能在许多场合成为一个至关重要的因素,因此,PA6阻燃改性亦由此成为一个日益关注的课题。

  1.阻燃途径

  PA6燃烧降解机理可分为烷基酰胺键均裂、烷基酰胺键开裂后顺式消除、分子内转换三种。聚合物的燃烧在气相和凝聚相两个相区内进行,因而阻燃机理分为气相阻燃机理和凝聚相阻燃机理。提高聚合物燃烧时碳化物的含量有助于凝聚相的阻燃,是一种有效的阻燃方法;而通过阻燃剂与聚合物发生化学反应,改变材料的热分解模式,抑制可燃气体的产生,从而在气相阻燃,也是一种有效的阻燃途径。在实际应用中常将这两种方法共同作用于同一体系,以提高材料的阻燃性能。提高PA6的阻燃性能有三种途径

 ①与阻燃单体(己内酰胺)进行共聚合作用,即阻燃剂作为一种参与反应的单体,结合到PA6的主链或侧链上,使PA6本身含有阻燃成分,具有永久阻燃性。这样的阻燃体系稳定性好,毒性小,对材料的实用性能影响小,是较为理想的方法。但对阻燃剂的要求很高,而且操作和加工工艺复杂,在实际应用中较为少见。

  ②在复合或者纺丝过程中以共混的方式加入阻燃添加剂,即在机械混合的同时,加入阻燃剂,使其获得阻燃性。这种方法操作简便,适用性广,也可达到较好的阻燃效果,但是对聚合物的实用性能有较大的影响,持久性也不长。尤其是在纤维上会出现析出现象,应用受到限制。  

  ③在聚合物链上或表面上接枝或键合阻燃基团。即以PA6为基质的共聚物,通过烯烃类单体或某些含磷化合物对尼龙6进行接枝共聚,可明显改善其一些特殊的性能,以期作为功能性材料使用。目前这种方法在阻燃方面的研究还较少。

2.无卤阻燃技术的应用

  传统的含卤阻燃剂可使材料获得良好的阻燃效果,但是由于释放出大量的烟雾和卤化氢气体刺激眼睛和呼吸系统,会造成“二次灾害”。特别是多溴二苯类(PBDB)及多溴二苯醚类(PBDBE),会产生二口恶英类物质,可能引起人体新陈代谢失常而造成紧张、失眠、头痛、眼疾、动脉硬化、肝脏肿瘤等病状,动物实验发现会导致癌症

 另一方面,处理或回收这些含卤废料也相当困难,因此含卤阻燃剂的使用受到了很大限制。PA6用的无卤阻燃剂主要有三聚氰胺(MA)、MA衍生物(包括它们的复配体系)、磷系阻燃剂以及金属氢氧化物、红磷、聚磷酸铵(APP)。

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