PA的阻燃途徑

(1)使用(yong)(yong)添加(jia)型阻燃(ran)劑，即通過機械混合(he)方(fang)(fang)法，將阻燃(ran)劑加(jia)入到(dao)PA中(zhong)，增(zeng)強(qiang)材料的阻燃(ran)性能，該方(fang)(fang)法使用(yong)(yong)方(fang)(fang)便、適用(yong)(yong)面廣(guang)。

(2)使用(yong)反(fan)應型(xing)阻燃劑(ji)，即將(jiang)阻燃劑(ji)作(zuo)為(wei)一種(zhong)反(fan)應單(dan)體參加反(fan)應，并(bing)結(jie)合到PA主(zhu)鏈或側鏈上去(qu)，使PA本身含有阻燃成分(fen)。其特點是(shi)毒(du)性小(xiao)、穩定性好、阻燃性持久。但加工

工藝復雜，成本也較高。所以采(cai)用第一種阻燃途徑的比較普(pu)遍。

PA阻(zu)燃改性(xing)應(ying)注意的問題

1 原料中的水分

因(yin)PA分(fen)(fen)子(zi)結(jie)構(gou)中(zhong)含(han)有極性強的酰胺基團，暴露于空氣中(zhong)，易(yi)與(yu)水分(fen)(fen)子(zi)結(jie)合(he)形成氫鍵，這使(shi)得PA在高溫熔融狀態下極易(yi)發生水解反(fan)應，也大(da)大(da)降低(di)了(le)其力學(xue)性能。因(yin)此，在加(jia)

工使(shi)用(yong)前必(bi)須對原料進行充分的干燥。

2 加工溫度

加工溫(wen)度(du)應遵循以下原(yuan)則：進(jin)料段(duan)(duan)溫(wen)度(du)略低于(yu)原(yuan)料熔(rong)點(dian)，使PA呈半熔(rong)融(rong)狀態；壓縮段(duan)(duan)溫(wen)度(du)一般(ban)約高于(yu)熔(rong)點(dian)10～15℃，使之完(wan)全(quan)熔(rong)融(rong)；計量段(duan)(duan)溫(wen)度(du)接(jie)近或(huo)略低于(yu)壓縮段(duan)(duan)

溫度，在該區的(de)PA熔(rong)(rong)體(ti)受熱均(jun)(jun)勻，易實現穩(wen)定流動；機(ji)頭溫度略低于計量段溫度，基本接近熔(rong)(rong)點，以避免熔(rong)(rong)體(ti)破裂(lie)而造(zao)成(cheng)制品的(de)厚(hou)薄不均(jun)(jun)。此外，冷卻介質(zhi)的(de)溫度和冷卻速度也應

進行適當的調整。

3 PA阻(zu)燃劑的種類(lei)及應(ying)用(yong)情況(kuang)

目前可(ke)用于PA的阻(zu)燃劑(ji)種類較多(duo)，鹵系(xi)(xi)阻(zu)燃劑(ji)如十溴二(er)苯乙(yi)烷、溴化聚(ju)苯乙(yi)烯等，磷系(xi)(xi)阻(zu)燃劑(ji)如紅磷，氮系(xi)(xi)阻(zu)燃劑(ji)如三聚(ju)氰(qing)胺鹽類，固體阻(zu)燃劑(ji)如三氧(yang)化二(er)銻、硼酸鋅(xin)及(ji)少數礦物類阻(zu)燃劑(ji)。

1 鹵系阻燃劑

迄今為止，有關PA的(de)(de)阻(zu)(zu)燃(ran)產品(pin)絕大多數(shu)是以含(han)鹵(lu)(lu)化(hua)合物(wu)為基(ji)礎的(de)(de)。鹵(lu)(lu)系阻(zu)(zu)燃(ran)劑一直是在世(shi)界范圍內(nei)使(shi)用最為廣泛的(de)(de)一類(lei)化(hua)學阻(zu)(zu)燃(ran)劑，其阻(zu)(zu)燃(ran)效果好，對材料的(de)(de)力學性能(neng)影

響較小。

值得注意的是(shi)，鹵系阻燃(ran)劑(ji)在燃(ran)燒過程中會產生濃煙(yan)，釋放(fang)出有毒(du)的鹵化氫氣(qi)體(ti)及有毒(du)物質二惡英(DPO)，會嚴重刺激(ji)人(ren)類(lei)的眼睛和呼吸系統，同時(shi)給生產應用(yong)和外界(jie)環境(jing)帶(dai)

來極嚴重的(de)“二(er)次性災害(hai)”。2003年2月(yue)13日(ri)，歐盟公布了《關于在電(dian)子電(dian)器設備(bei)中(zhong)禁止使用某些有害(hai)物質的(de)指(zhi)令》，其中(zhong)嚴格規定了電(dian)子電(dian)器設備(bei)中(zhong)不得使用多(duo)溴二(er)苯(ben)醚等幾種

鹵系(xi)阻燃劑，世界(jie)各(ge)國也相繼作出了一(yi)些相應限制。因(yin)此(ci)，隨著人們環境(jing)保護意識的逐漸提高，實用高效的環保型低(di)鹵或無鹵阻燃劑開始(shi)備受關(guan)注。

2 磷系阻燃劑

高效、低毒、無鹵、環保是(shi)阻燃劑發展的(de)大勢所趨，隨著阻燃研究的(de)不斷深入，含(han)氮和含(han)磷兩類PA阻燃劑日(ri)益受到了各(ge)尼龍改性廠家的(de)青睞。

磷(lin)系阻燃劑包括無機磷(lin)和有機磷(lin)兩大類，其中無機磷(lin)是指紅磷(lin)和一些磷(lin)酸鹽。磷(lin)系阻燃劑的阻燃機理(li)基本(ben)相(xiang)(xiang)同，主要是在固(gu)相(xiang)(xiang)和液相(xiang)(xiang)之間發(fa)揮阻燃作用，即(ji)通過(guo)分解形(xing)成的

高(gao)沸點(dian)含氧酸(suan)，使聚合(he)物(wu)脫水炭化，起到隔絕空氣、改變(bian)聚合(he)物(wu)燃燒模式的(de)效果。

紅磷的阻燃(ran)效率很高，能(neng)改善抗電弧性，其熱解產物PO．自由(you)基進(jin)入氣相后能(neng)夠捕(bu)捉(zhuo)HO．自由(you)基，也具有一定的氣相阻燃(ran)效果 。

但(dan)紅磷暴露在空氣中易(yi)吸(xi)潮(chao)，且會發生化(hua)學反應(ying)，形成磷酸(suan)、次磷酸(suan)甚(shen)至具有毒性的磷化(hua)氫氣體，在其(qi)儲存及(ji)顏色(se)方面也具有局限性，這些(xie)都使(shi)得其(qi)在淺色(se)PA制品中的應(ying)用受到極大限制。

3 氮系阻燃劑

氮(dan)系(xi)(xi)阻(zu)燃(ran)(ran)劑屬于三聚(ju)氰(qing)胺(an)鹽類，主要(yao)是(shi)雙氰(qing)胺(an)和三聚(ju)氰(qing)胺(an)脲酸(suan)鹽(MCA)。其阻(zu)燃(ran)(ran)機理是(shi)氣相阻(zu)燃(ran)(ran)，在分解(jie)過程中產生CO 、氨(NH )等不燃(ran)(ran)性氣體(ti)，通過稀釋可燃(ran)(ran)性氣體(ti)濃度從(cong)而阻(zu)隔(ge)空氣，發揮阻(zu)燃(ran)(ran)作用。氮(dan)系(xi)(xi)阻(zu)燃(ran)(ran)劑具有低(di)煙、無毒(du)(du)或低(di)毒(du)(du)、低(di)腐蝕性等優(you)點，對熱(re)和紫外(wai)光穩定(ding)，大大迎合了(le)向(xiang)高效低(di)毒(du)(du)方向(xiang)發展的阻(zu)燃(ran)(ran)劑潮流(liu)，在國內外(wai)被(bei)廣泛研(yan)究和應用。

但是，MCA主要是氣相阻(zu)燃(ran)，燃(ran)燒過程中凝聚(ju)相的炭量較(jiao)低、炭層松散，不(bu)能(neng)形成致密保護層，限制了其阻(zu)燃(ran)效(xiao)果 。其熱穩(wen)定(ding)性較(jiao)差(cha)、易吸潮使得制品(pin)在潮濕(shi)環境下電性能(neng)下降(jiang)，因此也只(zhi)能(neng)適用于阻(zu)燃(ran)要求不(bu)高的場(chang)合(he)。另外，此類阻(zu)燃(ran)劑在增強(qiang)里的應用會使得材料產生燈(deng)芯效(xiao)應，阻(zu)燃(ran)效(xiao)果大大降(jiang)低

4 膨脹型阻燃劑

近年(nian)來，膨脹型(xing)阻燃劑(IFR)的(de)研究也逐漸受到(dao)關注(zhu)。IFR具(ju)有(you)低煙、無(wu)毒、阻燃效(xiao)率高、無(wu)熔融滴落物、無(wu)腐蝕性氣體釋放(fang)等特點，環境友好，被認為是當(dang)今(jin)無(wu)鹵阻燃材料(liao)的(de)

發(fa)展(zhan)方向之一。IFR通常由氣(qi)源(yuan)、酸源(yuan)和炭(tan)源(yuan)組成(cheng)，燃燒時(shi)同時(shi)進行發(fa)泡作用(yong)和成(cheng)炭(tan)作用(yong)，形成(cheng)多孔膨脹炭(tan)層(ceng)，此炭(tan)層(ceng)具有(you)隔熱、隔氧、抑煙(yan)、防熔滴(di)作用(yong)，阻燃性能優(you)異。一些新

型(xing)的膨脹型(xing)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)也多由(you)氮(dan)磷阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)體系組成，其中含氮(dan)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)是一(yi)種(zhong)優(you)(you)良(liang)的氣源(yuan)(起(qi)(qi)發泡作用)，而含磷阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)是一(yi)種(zhong)優(you)(you)良(liang)的酸源(yuan)(起(qi)(qi)脫水(shui)作用)。但是此類阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)在尼龍中應用還(huan)需要解決阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)效能與耐(nai)高溫的問題

5 無機填料型(xing)阻燃(ran)劑

無(wu)(wu)機(ji)填料型(xing)(xing)阻(zu)燃(ran)劑(ji)(ji)(ji)多為粉末，屬于添加(jia)型(xing)(xing)阻(zu)燃(ran)劑(ji)(ji)(ji)，它來(lai)源豐富、不揮發、無(wu)(wu)毒(du)、抑煙，在國內外具有(you)廣(guang)泛的(de)應用(yong)。在PA用(yong)無(wu)(wu)機(ji)填料型(xing)(xing)阻(zu)燃(ran)劑(ji)(ji)(ji)中(zhong)，Al(OH) 和Mg(OH) 的(de)用(yong)

量最(zui)多(duo)、應(ying)用最(zui)廣(guang)，阻(zu)燃(ran)的主要機理(li)是在(zai)其燃(ran)燒分解時吸收熱量，產(chan)生的水蒸(zheng)氣可(ke)以稀釋空氣，剩余(yu)殘留物能阻(zu)止熱量與(yu)物質(zhi)的傳遞。主要缺點是表面極性高、與(yu)樹脂間相容性差(cha)、

添(tian)加量大(質量分(fen)數(shu)一般達到60％ 以上)，易引起(qi)材料(liao)力(li)學性能退化(hua)。

6 納米層狀硅酸鹽

近年(nian)來(lai)，出現了利用插層(ceng)(ceng)(ceng)技術(shu)對聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)進行(xing)阻(zu)燃的(de)新(xin)方法，對聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)／層(ceng)(ceng)(ceng)狀(zhuang)硅酸鹽(yan)納米復合(he)(he)材(cai)料(liao)的(de)研究發展勢頭迅(xun)猛。在能進行(xing)插層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)層(ceng)(ceng)(ceng)狀(zhuang)硅酸鹽(yan)中(zhong)，蒙(meng)(meng)(meng)脫(tuo)(tuo)土由于單(dan)位片層(ceng)(ceng)(ceng)之(zhi)間都是氧原子(zi)，不容(rong)易形成氫鍵(jian)，最容(rong)易進行(xing)插層(ceng)(ceng)(ceng)處(chu)理。其利用熔(rong)融(rong)插層(ceng)(ceng)(ceng)法可(ke)以將(jiang)PA6的(de)分(fen)子(zi)插入到有機蒙(meng)(meng)(meng)脫(tuo)(tuo)土片層(ceng)(ceng)(ceng)之(zhi)間，成功制備了PA6／蒙(meng)(meng)(meng)脫(tuo)(tuo)土插層(ceng)(ceng)(ceng)復合(he)(he)材(cai)料(liao)，5％ 的(de)蒙(meng)(meng)(meng)脫(tuo)(tuo)土即能在燃燒(shao)時有助于成炭(tan)，該炭(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)可(ke)起到隔(ge)熱和(he)阻(zu)礙(ai)揮(hui)發物(wu)(wu)通過的(de)作用，使得(de)材(cai)料(liao)具(ju)有較低(di)的(de)熱釋放速(su)率和(he)質量損失(shi)，極(ji)大(da)提高了阻(zu)燃性能。此外(wai)，蒙(meng)(meng)(meng)脫(tuo)(tuo)土插層(ceng)(ceng)(ceng)材(cai)料(liao)與其它阻(zu)燃劑共同使用，對PA用阻(zu)燃劑也具(ju)有良好的(de)協同作用。

隨著阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)技術研究的(de)(de)(de)不斷(duan)深入，阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)PA具(ju)有(you)以下發展趨勢：（1）無(wu)鹵化，低毒化。今后(hou)，無(wu)鹵阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)及對(dui)環境友(you)好阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)的(de)(de)(de)需(xu)求將大(da)大(da)增(zeng)長；（2）協效阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)研究。單獨使(shi)用一種(zhong)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)通常無(wu)法達到很高的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)需(xu)求，而(er)多(duo)(duo)種(zhong)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)復合體(ti)(ti)系(xi)往(wang)往(wang)具(ju)有(you)優(you)異(yi)(yi)的(de)(de)(de)協同效應。因(yin)此(ci)，如何(he)通過(guo)復配技術開(kai)發出性(xing)(xing)能(neng)優(you)異(yi)(yi)的(de)(de)(de)新(xin)型(xing)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)，是(shi)(shi)重要研究課題；（3）多(duo)(duo)功能(neng)化。目(mu)前，多(duo)(duo)數阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)PA體(ti)(ti)系(xi)中，只單純(chun)強(qiang)調阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)性(xing)(xing)能(neng)，而(er)或(huo)多(duo)(duo)或(huo)少地犧牲了(le)其它一些優(you)良(liang)性(xing)(xing)能(neng)。開(kai)發多(duo)(duo)功能(neng)化的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)，在提高材料阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)同時(shi)，增(zeng)強(qiang)抗沖、阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)、導電、防(fang)靜電等其它性(xing)(xing)能(neng)，具(ju)有(you)巨(ju)大(da)潛力(li)，是(shi)(shi)形勢所趨。