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尼龍PA6復(fù)合材料的阻燃性能及原理
發(fā)布時間:2021.07.31
信息摘要:
PA6復(fù)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(fù)合材料能否安全正常工作的重要指標(biāo)之一。PA6以及大多數(shù)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(fù)合材料的阻燃性能


隨著制備技術(shù)越發(fā)成熟,PA6已經(jīng)成為了電子電氣、汽車、通訊等諸多領(lǐng)域中的熱門高分子材料。尤其是PA6復(fù)合材料,有著更多樣的結(jié)構(gòu)和功能制件。

而在這些領(lǐng)域中應(yīng)用時,PA6復(fù)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(fù)合材料能否安全正常工作的重要指標(biāo)之一。


266-PA6復(fù)合材料的阻燃原理

未經(jīng)改性的PA6本身阻燃等級可達到UL94 V-2級,極限氧指數(shù)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(fù)合材料使得這一指標(biāo)變得更加復(fù)雜:部分復(fù)合組分會幫助PA6燃燒,比如常見的玻纖就會因為燭芯效應(yīng)讓材料燃燒得更快。

眾所周知,工業(yè)上對汽車、電器等產(chǎn)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(yè)價值,尤其是在PA66價格居高不下的今天,高阻燃PA6復(fù)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(guān)鍵的是要知道火是怎么燒起來的。燃燒一般分為蒸發(fā)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(shù)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(dāng)材料的整體溫度升高至200℃左右時,材料就會出現(xiàn)明顯的熔融軟化,材料表面的聚合物分子開始發(fā)生熱氧化分解;

(2)溫度進一步升高時,熱氧化分解反應(yīng)更充足,并產(chǎn)生大量自由基,這些自由基會與PA6分子結(jié)構(gòu)中的亞甲基結(jié)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(fā)生,水解的結(jié)果產(chǎn)物為含碳的小分子可燃物,主要是已內(nèi)酰胺和環(huán)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(chǎn)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(xù)。




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