磷杂菲基共聚协效阻燃聚酰胺6纤维的制备及其性能
2021-07-26刘可,陈爽,肖茹
刘 可, 陈 爽, 肖 茹
(东华大学 高性能纤维及制品教育部重点实验室, 上海 201620)
聚酰胺6(PA6)织物具有优异的耐化学腐蚀性、耐磨性和柔韧性;但PA6纤维的极限氧指数(LOI值)仅为22%~23%,且燃烧过程产生有毒烟气、带焰熔滴等易引发二次伤害[1-2],因此,需开发阻燃PA6纤维以提高其安全性。在PA6合成过程中,将高效阻燃剂作为共聚单体引入聚酰胺分子链可赋予其阻燃特性[3],避免纺丝加工时因阻燃剂添加量大、分散不均而影响可纺性的问题[4]。
9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)类阻燃剂稳定性好、成炭率高,其中10-(2,5-二羟基苯基)-10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)常用来阻燃环氧树脂[5]、聚酯[6-7]、聚氨酯[8]等。以DOPO-HQ为基础合成的10-(2,5-二羧基苯氧基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPODP)两端为羧基官能团,能作为共聚单体引入聚酰胺分子链中。二硫化钼(MoS2)具有与石墨相似的二维层状结构,具有良好的阻隔作用与催化作用[9]。Li等[10]将由水热法制备的MoS2涂层纳米管(MoS2-TNT)用于阻燃环氧树脂,引入质量分数为2%的MoS2-TNT的环氧树脂具有良好的成炭性与抑烟性,优于单独使用MoS2或TNT的环氧树脂。ZnS能够减少基体材料的炭化,少量添加可起协效阻燃作用[11]。周卫东等[12]将ZnS等与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配制备协效阻燃PA6纤维,阻燃剂总添加量6%不变,添加0.6% ZnS的阻燃PA6纤维其LOI值提高至26.8%。
本文选择DOPODP为共聚阻燃剂制备共聚阻燃PA6(PA6-DOPODP),进一步筛选MoS2和ZnS为协效阻燃剂原位引入PA6-DOPODP聚合体系,制备DOPODP共聚协效阻燃PA6(PA6-DOPODP/MoS2/ZnS)及纤维,主要研究DOPODP及协效阻燃剂的引入对PA6的结构、阻燃性能及纤维的力学性能、阻燃性能等的影响。……
