前言
聚酰胺俗稱尼龍（PA），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)（－NHCO－）的熱塑性樹脂總稱。尼龍因具有良好的力學(xué)性能、電性能、耐熱性、韌性、耐油性、耐磨性、自潤滑性、耐化學(xué)藥品性等優(yōu)良性能，廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域。
未經(jīng)改性的尼龍其阻燃性能較差，其垂直燃燒只能達(dá)到UL94 V-2級，氧指數(shù)為24左右，并且在燃燒過程中產(chǎn)生滴落，屬于易燃材料，在使用過程中極易引發(fā)火災(zāi)。尤其是在電子產(chǎn)品領(lǐng)域，因尼龍而引發(fā)的火災(zāi)不計其數(shù)，造成損失較大，因此，對尼龍的阻燃改性成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界與工業(yè)界共同關(guān)注與攻關(guān)的課題。
尼龍中應(yīng)用較廣的無鹵阻燃劑是紅磷和三聚氰胺鹽類。紅磷具有很高的阻燃效率并能改善制品的抗電弧性，但其儲存及顏色方面的局限性大大限制了其在尼龍中的應(yīng)用，一般只應(yīng)用于尼龍6中。另一種在尼龍中使用的無鹵阻燃劑是三聚氰胺鹽，主要是三聚氰胺尿酸鹽和磷酸鹽。它們具有較好的阻燃效率，但熱穩(wěn)定性較差，且由于易吸潮而使得制品在潮濕環(huán)境下電性能較差。
阻燃尼龍改性中應(yīng)注意的問題 一、影響阻燃尼龍效果的主要因素：
首先，阻燃劑的選取，針對不同的場合和要求選擇適當(dāng)?shù)淖枞紕?br /> 其次，阻燃劑的用量以及協(xié)效組合若選用單一阻燃劑，紅磷、溴系阻燃劑的阻燃效果較好，當(dāng)紅磷用量為5%～7%，溴系阻燃劑用量為15%～17%時，尼龍的垂直燃燒可達(dá)到V-0級；氮系阻燃劑在用量較大時也只能使尼龍垂直燃燒等級達(dá)到V-2級。若三種阻燃劑相互復(fù)合使用，其用量減少，效果較為顯著具體見下表：
復(fù)合阻燃體系的阻燃效果
阻燃體系 氧指數(shù) 阻燃等級
15%N+5%磷 27.9 V-0
12%溴+3%磷 29.0 V-0
10%N+8%溴 29.5 V-0
由此可見，阻燃劑的協(xié)同作用不但可提高尼龍制品的阻燃效果，而且還可減少阻燃劑用量，從而降低成本。但阻燃劑之間的配比以及阻燃劑在尼龍基體的分散情況是影響阻燃效果的直接原因，可對阻燃劑和尼龍進(jìn)行表面處理，改善阻燃劑和樹脂之間的相容性，從而優(yōu)化阻燃劑的協(xié)同效果。
第三，原料中水分的影響因尼龍分子結(jié)構(gòu)中都含有極性強的酰胺（-CONH-）基團(tuán)，在空氣中暴露，易與空氣中的水分子結(jié)合形成氫鍵，吸水性較大，這使得尼龍在高溫熔融狀態(tài)下極易發(fā)生水解反應(yīng)，降低其分子量，并進(jìn)而降低其力學(xué)性能，因此，在加工使用前必須對尼龍原料進(jìn)行充分的干燥。干燥條件為：
鼓風(fēng)干燥溫度 100℃~110℃ 時間為6~8h
真空干燥溫度 85±5℃ 時間為6~8h
第四，加工溫度的影響擠出成型工藝中的加工溫度應(yīng)遵循以下原則：進(jìn)料段溫度略低于原料熔點，使尼龍呈半熔融狀態(tài)；這是為了保證物料能夠穩(wěn)定進(jìn)入螺桿，并能沿螺桿軸向方向輸送；壓縮段溫度高于熔點，一般約高10~15℃，使之完全熔融；這一段區(qū)，尼龍熔體受到螺桿剪切混煉作用，會產(chǎn)生較大的剪切與摩擦熱；計量段溫度與壓縮段接近或略低于壓縮段溫度，在該區(qū)，尼龍熔體受熱均勻，易實現(xiàn)穩(wěn)定流動；機頭溫度較計量段略低，基本接近熔點溫度，以避免熔體破裂而造成制品的厚薄不均；冷卻介質(zhì)的溫度及冷卻速度也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
阻燃體系對尼龍性能的影響
一些液態(tài)阻燃劑可提高熔體的流動性。阻燃劑屬于小分子物質(zhì)，它的加入在尼龍樹脂基體中可以起到增塑作用，從而提高流動性，典型的阻燃劑MCA，既是阻燃劑又是良好的潤滑劑。
阻燃劑的加入可能導(dǎo)致尼龍沖擊強度、彎曲強度等力學(xué)性能下降。但隨著對各種工程塑料的要求越來越高，在滿足制品阻燃性能的同時，對尼龍進(jìn)行增強改性，目前采用玻璃纖維來增強尼龍是廣泛使用的一種方式，玻纖增強的尼龍制品具有高強度、高熱變形溫度、成型收縮率低、流動性下降、抗沖擊強度大大提高等特性。
尼龍用阻燃劑的發(fā)展趨勢
目前可用于尼龍的阻燃劑種類較多，溴系阻燃劑如十溴聯(lián)苯醚、十溴聯(lián)苯乙烷等，磷系阻燃劑如紅磷、三聚氰胺、氰脲酸鹽（MCA），固體阻燃劑如三氧化二銻、硼酸鋅等，一些阻燃劑之間的協(xié)同效果。
從使用效果和用量來看，在尼龍阻燃體系中，含鹵阻燃劑體系是使用最為廣泛的。含鹵阻燃體系中在國外應(yīng)用比較廣泛的是聚溴化苯乙烯，它是二溴苯乙烯的均聚物，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性及與尼龍良好的混熔性，且在加工過程中具有良好的流動性，但其光穩(wěn)定性差且成本較高，在國內(nèi)并未普及使用；在國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的是十溴聯(lián)苯醚，因其溴含量較高、添加量少、阻燃效果好且成本較低，而成為國內(nèi)眾多企業(yè)優(yōu)先選用的最為經(jīng)濟(jì)的一類阻燃劑，但是其燃燒時釋放出有害氣體及有毒物質(zhì)DPO（即所謂的二噁英）等對人體有極大的傷害性。近年來，因歐盟RoHS/WEEE指令的頒布，業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者正致力于尋找實用高效的環(huán)保的無鹵素阻燃劑。無鹵阻燃體系應(yīng)用較廣的是紅磷和三聚氰胺鹽類。但是紅磷因其本身帶色的緣故只能用于黑色制品，且一般只用于尼龍6中，應(yīng)用范圍極窄；此外應(yīng)用較為普遍的是三聚氰胺鹽類，主要是三聚氰胺脲酸鹽和磷酸鹽，但是其阻燃效果不佳，添加量大且不能達(dá)到較高的阻燃等級，也只能適用于阻燃要求不高的場合。
基于此，近年來人們開發(fā)出一種新型的環(huán)保型阻燃劑十溴二苯乙烷，它同十溴聯(lián)苯醚一樣具有較高的溴含量及較好的阻燃效率，但是其具有良好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，且不易起霜等優(yōu)點，可代替十溴二苯醚在尼龍中使用。
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