阻燃聚酰胺6及其纖維的制備與性能研究.pdf

1、聚己內(nèi)酰胺（PA6）纖維是一種應(yīng)用廣泛、性能優(yōu)良的合成纖維，具有良好的耐磨性、耐變形性、回彈性和耐低溫性。但 PA6阻燃性能不理想、且燃燒時(shí)熔滴嚴(yán)重，這嚴(yán)重限制了它的應(yīng)用。因此，PA6的阻燃研究日漸引起纖維材料研發(fā)工作者的重視。
　　本文經(jīng)原位聚合法引入阻燃劑三聚氰胺氰尿酸（MCA）制備阻燃PA6樹脂，并在此基礎(chǔ)上引入二氧化硅、蒙脫土復(fù)配制備阻燃PA6樹脂，最后通過熔融紡絲制備阻燃PA6纖維。
　　首先，選擇 MCA為 PA

2、6的阻燃組分，經(jīng)原位聚合法制備阻燃PA6樹脂，并表征分析其結(jié)構(gòu)性能，同時(shí)通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)以探索優(yōu)化聚合條件達(dá)到提高M(jìn)CA/PA6分子量的目的。結(jié)果表明：阻燃組分MCA的引入起到“成核劑”作用，提高了阻燃PA6樹脂的結(jié)晶溫度；PA6熱降解為一步完成的，而阻燃 PA6的熱降解存在兩個(gè)熱失重過程，且熱分解溫度提前；當(dāng)阻燃組分含量為8％時(shí)，阻燃PA6具有較好的阻燃效果，極限氧指數(shù)達(dá)31.8%、垂直燃燒達(dá) UL94-V0級。正交試驗(yàn)結(jié)果表明對MC

3、A/己內(nèi)酰胺聚合影響因素大小依次為溫度、時(shí)間、阻燃組分含量、開環(huán)劑含量。
　　其次，為提高阻燃效率及切片分子量，分別在MCA/己內(nèi)酰胺聚合基礎(chǔ)上引入二氧化硅、蒙脫土作為協(xié)效阻燃組分進(jìn)行復(fù)配，并對MCA/PA6樹脂進(jìn)行固相縮聚以提高分子量。結(jié)果表明：兩種復(fù)配劑的引入對原位聚合沒有顯著影響，TG結(jié)果顯示復(fù)配劑的引入提高了殘?zhí)苛?，有利于凝聚相阻燃。垂直燃燒結(jié)果表明復(fù)配劑的引入于第一次燃燒時(shí)并沒有發(fā)揮作用，但在第二次燃燒時(shí)可致引燃困難，燃

4、燒時(shí)間明顯縮短。MCA/PA6的固相縮聚結(jié)果表明隨反應(yīng)溫度升高反應(yīng)速率增加，分子量提高明顯；同一溫度時(shí)，反應(yīng)前期分子量提升明顯，反應(yīng)后期分子量提升緩慢。綜合考慮確定190℃處理12h為適宜的固相縮聚條件。
　　最后，將MCA/PA6及復(fù)配阻燃PA6通過熔融紡絲制備阻燃PA6纖維，表征分析纖維的力學(xué)性能、取向度、橫截面、阻燃性能等。結(jié)果表明：引入阻燃組分后阻燃纖維的取向及力學(xué)性能較 PA6纖維有顯著下降，這主要是因?yàn)樽枞冀M分的引入使