尼龙(PA)及其阻燃改性PA方法

PA性能有以下优缺点

其优点如下：

1.机械强度高，韧性好，拉伸强度高，压缩强度高。

2．耐疲劳性能突出，经受多次反复屈折仍能保持原有的力学强度。

3.表面光滑，摩擦系数小，耐磨。

4.耐腐蚀、耐碱和大多数盐液，以及弱酸、机油和汽油。

5.无毒，惰性生物侵蚀，抗菌抗毒性好。

6.耐热性强，温度范围宽，可达45~100℃耐热温度在短时间内达到120~150℃。

7.电气性能优异，电绝缘性好。

8.零件质量轻，易染色成型。

1．易吸水。

2.耐光性差。

3.不耐强酸和氧化剂。

4.设计技术要求严格。

加工要求：一般宜取低的模具温度、低的料温度、时间长、注塑压力大的成型条件。

PA主要品种是PA6和PA66.占绝对主导地位，其次是PA11，PA12，PA610，PA 612，另外还有PA1010，PA46，PA7，PA9，PA13，新品种有PA6I，PA9T特殊尼龙 MXD6(阻隔性树脂)等。

PA改性品种繁多，如增强PA，尼龙单体浇铸(MC尼龙)，反应注射成型，(RIM)PA，芳香族PA，透明PA，高抗冲(超韧)PA，电镀PA，导电PA，阻燃PA，PA与其各种结构材料，广泛应用于金属、木材等传统材料的替代品，与其他聚合物共混物、合金等，以满足不同的特殊要求。

PA是较重要的工程塑料，产量在五大通用工程塑料中排名第一。

PA作为工程塑料的韧性角半透明或乳白色结晶树脂PA分子量一般为1.5万~3万。PA机械强度高，软化点高，耐热，摩擦系数低，耐磨，自润滑，吸振消音，耐油，耐弱酸，耐碱，一般溶剂，电绝缘性好，自熄性好，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。缺点是吸水性大，影响尺寸稳定性和电气性能。纤维增强可以降低树脂的吸水率，使其在高温高湿下工作。尼龙和玻璃纤维的亲和力很好。

PA中PA硬度和刚度较高，但韧性较差。PA按韧性大小排序：PA66＜PA66/6＜PA6＜PA610＜PA11＜PA12。

PA的燃烧性为UL94 V-极限氧指数为24%~28%，PA分解温度>299℃，在449~499℃自燃发生发生。

PA熔体流动性好，所以产品壁厚可以小到1 mm。

广泛应用于各种机电部件，包括轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、储油器、绳索、传动带、砂轮粘合剂、电池箱、电气线圈、电缆接头等。包装带、食品膜（熟食高温膜、冷饮低温膜）的产量也相当大。

卤/锑或其他阻燃协同系统、红磷或三聚氰胺类无卤阻燃系统。

从量的角度来看，卤/锑协同系统仍然是应用较广泛的PA阻燃系统。在欧洲和亚洲的一些地区，人们致力于寻找卤素阻燃剂的替代品。但一般来说，这些替代系统通常存在低热稳定性或吸湿性的问题。对于红磷，由于它们是易燃的，也存在储存问题。以下是尼龙中使用的几种主要阻燃剂及其各自的优缺点。

1.含卤阻燃系统:溴化苯乙烯聚合物是国外应用较广泛的一种，具有极其优越的热稳定性，由于其与之相匹配PA熔融可混，因此在加工过程中具有良好的流动性。另外，用它制备的阻燃剂PA它还具有优异的电气性能和良好的物理力学性能。这种阻燃剂的局限性在于光稳定性差PA还没有完全兼容。此外，其成本高于中国广泛使用的十溴联苯醚。另一个是PA多年来使用的阻燃剂是敌可燃。它是一种含氯阻燃剂，具有较高的阻燃效率和电气性能，但其热稳定性的局限性仅适用于加工温度较低的尼龙阻燃系统。目前，我国应用较广泛的阻燃剂是十溴联苯醚，由于其溴含量高PA阻燃效率高，是较经济的阻燃剂。但由于是填料阻燃剂，对加工流动性和产品的物理力学性能有很大的负面影响。此外，它的热稳定性和光稳定性也很差。近年来，尼龙阻燃剂中使用的新阻燃剂是十溴二苯氧基乙烷，它的溴含量和阻燃效率与十溴联苯醚相同，与溴化苯乙烯聚合物无关DPO（即所谓的二恶英）问题。此外，它还具有良好的热稳定性和光稳定性。其局限性在于，它与十溴联苯醚一样是填料阻燃剂，与聚合物相容性差，因此加工流动性和产品的物理力学性能差。此外，与十溴联苯醚相比，成本上升更高。

2.无卤阻燃系统：PA红磷和三聚氰胺盐是广泛使用的无卤阻燃剂。红磷具有很高的阻燃效率，可以提高产品的抗电弧性，但其储存和颜色的局限性极大地限制了它PA中间的应用一般只用于PA6中。

另一种在PA中使用的无卤阻燃剂是三聚氰胺盐，主要是三聚氰胺尿酸盐和磷酸盐。它们具有较好的阻燃效率，但热稳定性较差，且由于易吸潮而使得制品在潮湿环境下电性能较差。

一、磷酸锆与PA6共混提高PA6性能

选用a-ZrP尼龙6复合材料直接与尼龙6混合，熔化挤出，得到不同含磷酸锆的尼龙6复合材料，表征其结构，研究其热稳定性和机械性能。

XRD分析表明PA6/ZrP磷酸锆在复合材料中的引入起到异相成核的作用，增加了PA6中的γ晶型。

TGA分析表明磷酸锆含量为l％、2％时，PA6/ZrP复合材料的热稳定性有所提高，其中磷酸锆含量为1%的复合材料有所提高。当磷酸锆含量为4%时，复合材料的热稳定性高于纯PA6.热稳定性低。热变形温度分析表明，与纯度相比PA6.当磷酸锆含量为1%时，增加125%；当磷酸锆含量为2%时，增加130%；当磷酸锆含量为4%时，增加1 33%，复合材料的热变形温度显著提高。

力学分析表明，与纯度相比，复合材料的拉伸强度和拉伸模量有所提高PA六、复合材料ZrP-1％、ZrP-2％、ZrP-4%的拉伸强度分别增加了17%、18%和23%，拉伸模量增加了94%、106%和111%，其中磷酸锆含量增加了4%。

2）、APSO用于改性磷酸锆PA6中

氨基苯基硅油（APSO）改性α-ZrP，并将其与PA6熔融共混制备PA6/APSO-ZrP复合材料。

(具体方法如下:磷酸锆和APSO溶解在无水乙醇中，回流搅拌10小时，有机修饰磷酸锆（APSO-ZrP）然后用双螺杆挤出造粒机APSO-ZrP与PA6熔融共混挤出造粒，真空干燥90度，APSO-ZrP- PA6复合物）

力学性能结果表明APSO-ZrP添加有利于提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。XRD结果表明0-ZrP的加入使PP相生成了γ晶型；热变形温度（HDT）结果表明，与纯度相比PA6，PA6/APSO-ZrP复合材料的热变形温度显着提高；氧指数（OI）结果表明α-ZrP和APSO均能提高PA6阻燃性；熔体流动率（MFR）结果表明α-ZrP加入有助于改进PA6.加工性能。

氧指数（OI）结果表明当O-ZrP随着α-ZrP及APSO复合材料含量增加，氧指数增加，熔体流速（MFR）数据表明α-ZrP加入改进了PA6.加工性能。XRD结果表明PA6/APSO-ZrP复合材料中APSO-ZrP异相成核的引入增加了PA6中的γ晶体含量。力学分析表明，复合材料的抗拉强度、抗弯强度和抗弯模量相对纯度PA6.氧指数结果表明，复合材料展ZrP2%、ABSO-ZrP1%、ABSO-ZrP2%、ABSO-ZrP3分别增加了4%.9%、5.9%、13.7%、23.5%。