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尼龙PA6复合材料的阻燃性能及原理

发布时间：2021.07.31

信息摘要：

PA6复合材料往往会面临高温、易燃、漏电、短路等特殊工况，其中可燃性就成为了PA6复合材料能否安全正常工作的重要指标之一。PA6以及大多数聚合材料都属于热分解燃烧的方式，其燃烧过程如下：

一、尼龙PA6复合材料的阻燃性能

随着制备技术越发成熟，PA6已经成为了电子电气、汽车、通讯等诸多领域中的热门高分子材料。尤其是PA6复合材料，有着更多样的结构和功能制件。

而在这些领域中应用时，PA6复合材料往往会面临高温、易燃、漏电、短路等特殊工况，其中可燃性就成为了PA6复合材料能否安全正常工作的重要指标之一。

未经改性的PA6本身阻燃等级可达到UL94 V-2级，极限氧指数在20-22%之间。这意味着，在接触到明火的情况下，PA6会快速燃烧，同时存在低落，造成明火扩散。

而PA6复合材料使得这一指标变得更加复杂：部分复合组分会帮助PA6燃烧，比如常见的玻纤就会因为烛芯效应让材料燃烧得更快。

众所周知，工业上对汽车、电器等产品对使用的材料会有非常严格的阻燃要求。因此，兼顾良好阻燃性和机械性能的PA6非常具有研究和商业价值，尤其是在PA66价格居高不下的今天，高阻燃PA6复合材料的潜力非常之大。

266-改性PA66（黑色粒子）

二、尼龙PA6的阻燃原理

想要灭火，关键的是要知道火是怎么烧起来的。燃烧一般分为蒸发燃烧、热分解燃烧以及固体表面燃烧等三种形式，PA6以及大多数聚合材料都属于热分解燃烧的方式。

尼龙PA6主要的燃烧过程如下：

（1）首先材料受热升温，当材料的整体温度升高至200℃左右时，材料就会出现明显的熔融软化，材料表面的聚合物分子开始发生热氧化分解；

（2）温度进一步升高时，热氧化分解反应更充足，并产生大量自由基，这些自由基会与PA6分子结构中的亚甲基结合，从而加快分解；

（3）PA6中大量的极性键使这种材料具有较强的吸水性，高温作用下酰胺键的水解也会同步发生，水解的结果产物为含碳的小分子可燃物，主要是已内酰胺和环戊酮等；

（4）这些小分子可燃物在高温扩散和对流的作用下与氧气充分混合，然后引燃。在此过程中产生的热量除了释放到外界，更会作用于PA6本身，也就是说，即使将外部热源去除，燃烧过程还是会持续。

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