MCA阻燃聚酰胺6纖維的制備及結構性能研究.pdf

1、聚酰胺6（PA6）主要用于纖維和樹脂。PA6纖維具有許多優(yōu)良性能，如高強度、耐磨性、回彈性等，但是PA6的極限氧指數(shù)（LOI）僅為21左右，屬于易燃材料，且燃燒時有熔滴滴落，限制了其應用范圍。近年來PA6纖維用量呈上升趨勢，故研究其阻燃改性具有重要意義。
　　三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA）是適用于PA6阻燃改性的常用阻燃劑，阻燃機理主要是氣相阻燃，本論文選其作為阻燃劑，通過三種不同的引入方式經(jīng)原位聚合成功合成了阻燃聚酰胺6（FRPA6

2、）樹脂，利用熔融紡絲法制備FRPA6纖維，并對其結構和性能進行系列測試表征。主要開展的研究工作及結果如下：
　　將MCA細化處理后引入熔融己內酰胺體系，通過水解開環(huán)聚合的方法原位聚合 FRPA6樹脂（以下簡稱直接法）。經(jīng)FT-IR、Molau實驗、垂直燃燒儀（UL94）、聲速取向儀、纖維強伸度儀、WAXD等對原位聚合直接法 FRPA6樹脂及其纖維結構性能測試分析的結果表明：MCA均勻分布于PA6基體中，且與PA6之間存在一定的化學

3、鍵作用；當MCA添加量超過6％時，可達UL94V-0級別、LOI值超過28，屬難燃材料；直接法FRPA6的可紡性良好，纖維的強度、取向、結晶度較PA6纖維有所下降，熱收縮率有所提高?？傮w而言，直接法FRPA6纖維能滿足服用及家紡纖維的紡織要求。
　　將三聚氰胺（MEL）和氰尿酸（CA）分別引入己內酰胺聚合體系，在水解開環(huán)聚合過程中原位形成MCA并成功制備FRPA6樹脂（以下簡稱單體法）。經(jīng)FT-IR、TG、燃燒實驗、拉伸實驗、纖維

4、強伸度儀、WAXD等對原位聚合單體法FRPA6樹脂及其纖維結構性能測試分析的結果表明：MCA能夠在己內酰胺原位聚合體系中自組裝形成；單體法FRPA6的熱失重由一步轉變?yōu)槎嗖剑琈EL與CA并沒有反應完全，且熱分解溫度提前；當阻燃劑含量為8%時，能達到UL94 V-0級別、LOI值為31.7；阻燃樣條的拉伸強度下降明顯且可紡性一般，單體法FRPA6纖維的強度、取向度、結晶度下降明顯，但織物阻燃效果明顯。
　　優(yōu)化氰尿酸己二胺鹽（CA-

5、HMDA鹽）和己二酸三聚氰胺鹽（ADA-MEl鹽）成鹽條件，在此基礎上將兩種鹽引入己內酰胺聚合體系，經(jīng)水解開環(huán)聚合過程形成MCA并制備FRPA6樹脂（以下簡稱制鹽法）。經(jīng)FT-IR、粘度實驗、燃燒實驗、聲速取向儀、纖維強伸度儀、WAXD等對原位聚合制鹽法FRPA6樹脂及其纖維結構性能測試分析的結果表明：MCA能夠在己內酰胺原位聚合體系中自組裝形成；MCA的引入使PA6相對分子量有所降低；當MCA含量為8%時，阻燃效果良好；制鹽法FRPA