论文部分内容阅读
高分子材料广泛应用于人们生产生活的各个方面,特别是在建筑、交通、电子电器及日用制品等方面的大量使用,使得这类材料由于易燃性造成的火灾危害大大增加了。这促使世界范围的材料阻燃防火呼声日益高涨,许多国家制订了相应的法规和政策,直接推进了阻燃化学品的研究开发和生产应用。
新世纪的阻燃剂研究更加注重环保问题,人们希望它不但使材料有较高的阻燃级别而且对人是低毒的,对环境不造成二次危害。新型有机硅阻燃剂凭借其无卤、高效、低毒、低烟等优点而颇受关注。目前有机硅阻燃剂主要应用于阻燃聚碳酸酯和聚烯烃,而用于尼龙阻燃则鲜有报道,如果能开发出适合尼龙6(PA6)的有机硅阻燃剂,意义重大。本文合成了4种不同阻燃体系的有机硅阻燃剂阻燃PA6,研究了4种体系阻燃PA6的阻燃效果。
以有机硅溶胶为主要原料,在酸催化下分别和硼酸、三聚氰胺、磷酸反应制得了硼系、氮系、硼磷系、氮磷系有机硅阻燃剂。讨论了有机硅溶胶的总浓度、反应温度、搅拌速率和催化剂用量对聚合反应的影响。最佳合成工艺条件是,有机硅溶胶的总浓度为30 wt%,缩聚温度为80℃,搅拌速率为240rpm,催化剂用量约为5wt%。
硼系,氮系有机硅阻燃剂对PA6的性能没有明显改善,硼磷系和氮磷系有机硅阻燃剂的加入对尼龙6的阻燃性能有较大改善。PA6/BP-5(93/7)体系的氧指数是27.2,热速率峰值、释热速率平均值、平均有效燃烧热、平均质量损失速率和总释热量比纯尼龙6分别降低了26.5%,23.7%,12.4%,28.57%和 15%,其火灾性能指数(FPI)为纯尼龙6的1.74倍;PA6/NP-1(93/7)体系的氧指数是27.1,释热速率峰值、释热速率平均值、平均有效燃烧热、平均质量损失速率和总释热量比纯尼龙6分别下降了31.6%,15%,11.8%,14%和14.6%,其FPI为纯尼龙6的1.81倍;在本实验中,对尼龙6阻燃效果最佳的是硼磷系有机硅阻燃剂,其次是氮磷系有机硅阻燃剂。