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尼龍PA6復合材料的阻燃性能及原理

發布時間：2021.07.31

信息摘要：

PA6復合材料往往會面臨高溫、易燃、漏電、短路等特殊工況，其中可燃性就成為了PA6復合材料能否安全正常工作的重要指標之一。PA6以及大多數聚合材料都屬于熱分解燃燒的方式，其燃燒過程如下：

一、尼龍PA6復合材料的阻燃性能

隨著制備技術越發成熟，PA6已經成為了電子電氣、汽車、通訊等諸多領域中的熱門高分子材料。尤其是PA6復合材料，有著更多樣的結構和功能制件。

而在這些領域中應用時，PA6復合材料往往會面臨高溫、易燃、漏電、短路等特殊工況，其中可燃性就成為了PA6復合材料能否安全正常工作的重要指標之一。

未經改性的PA6本身阻燃等級可達到UL94 V-2級，極限氧指數在20-22%之間。這意味著，在接觸到明火的情況下，PA6會快速燃燒，同時存在低落，造成明火擴散。

而PA6復合材料使得這一指標變得更加復雜：部分復合組分會幫助PA6燃燒，比如常見的玻纖就會因為燭芯效應讓材料燃燒得更快。

眾所周知，工業上對汽車、電器等產品對使用的材料會有非常嚴格的阻燃要求。因此，兼顧良好阻燃性和機械性能的PA6非常具有研究和商業價值，尤其是在PA66價格居高不下的今天，高阻燃PA6復合材料的潛力非常之大。

266-改性PA66（黑色粒子）

二、尼龍PA6的阻燃原理

想要滅火，關鍵的是要知道火是怎么燒起來的。燃燒一般分為蒸發燃燒、熱分解燃燒以及固體表面燃燒等三種形式，PA6以及大多數聚合材料都屬于熱分解燃燒的方式。

尼龍PA6主要的燃燒過程如下：

（1）首先材料受熱升溫，當材料的整體溫度升高至200℃左右時，材料就會出現明顯的熔融軟化，材料表面的聚合物分子開始發生熱氧化分解；

（2）溫度進一步升高時，熱氧化分解反應更充足，并產生大量自由基，這些自由基會與PA6分子結構中的亞甲基結合，從而加快分解；

（3）PA6中大量的極性鍵使這種材料具有較強的吸水性，高溫作用下酰胺鍵的水解也會同步發生，水解的結果產物為含碳的小分子可燃物，主要是已內酰胺和環戊酮等；

（4）這些小分子可燃物在高溫擴散和對流的作用下與氧氣充分混合，然后引燃。在此過程中產生的熱量除了釋放到外界，更會作用于PA6本身，也就是說，即使將外部熱源去除，燃燒過程還是會持續。

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