摘要: 聚酰胺（Polyamide,PA）纤维具有相对较高的断裂强度、回弹性以及优异的耐磨性，已被广泛应用于纺织、建筑、汽车以及航空航天等领域。PA6纤维是PA纤维系列产品中应用最广泛的品种，受到了人们较多的关注。然而，由于其分子结构中的碳氢含量较高，极易... 展开 聚酰胺（Polyamide,PA）纤维具有相对较高的断裂强度、回弹性以及优异的耐磨性，已被广泛应用于纺织、建筑、汽车以及航空航天等领域。PA6纤维是PA纤维系列产品中应用最广泛的品种，受到了人们较多的关注。然而，由于其分子结构中的碳氢含量较高，极易被点燃并伴有浓烟和熔滴，严重限制了其应用范围。目前针对PA6纤维的阻燃改性大多采用与阻燃剂熔融共混纺丝的方法，但面临的主要问题是阻燃剂在PA6中分散性差导致纤维机械性能受损严重，甚至在生产过程中出现熔体细流不连续、单丝容易断裂的现象，这增加了阻燃PA6纤维的制备难度。因此，开发综合性能优良的阻燃PA6材料具有重要意义。 本论文基于课题组前期研究进一步优化了六苯氧基环三磷腈（Hexaphenoxycyclotriphosphazene,HPCP）的合成工艺，将HPCP与PA6切片共混后通过探究熔融纺丝工艺制备了阻燃PA6/HPCP纤维，并利用熔喷法制备了阻燃PA6/HPCP无纺布，随后系统地分析了阻燃PA6纤维的性能并明确了该体系膨胀碳化层阻燃机理，而且对无纺布形态结构和隔热性能进行了表征与评估。具体研究内容及相关结论如下： （1）以苯酚、NaOH、六氯环三磷腈为反应物，二氧六环为溶剂，蓖麻油聚氧乙烯醚（EL-20）为乳化剂，通过对反应温度与时间的调整，HPCP产率最高可达97.83%。分析PA6/HPCP切片的熔融与结晶性能、流变性能发现，阻燃PA6/HPCP切片与纯PA6切片具有相似的熔融结晶行为，HPCP降低了PA6的熔点，加快了PA6的结晶速率。PA6/HPCP的纺丝温度及侧吹风速度比常规PA6降低；当牵伸倍数为4.6时，纤维的机械强度保持在可接受的范围内；HPCP在PA6纤维中的含量最高可达15wt%，纤维成丝质量优异且保留较好的断裂强度。 （2）纤维的阻燃性测试结果表明PA6/HPCP纤维的阻燃性得到有效提高，且含10wt％HPCP的PA6纤维水洗前后的极限氧指数值均在28vol%以上，属于难燃纤维。通过垂直燃烧测试得出当HPCP含量不少于10wt％时，纤维余焰时间保持在1.5s左右，且无阴燃时间。热稳定性分析发现无论是在空气还是氮气氛围下，HPCP均使PA6分解温度提前，在纤维燃烧前可与PA6发生相互作用，影响了PA6的分解途径并增加了其残炭量。 （3）通过分析PA6/HPCP纤维燃烧时释放的气体成分、燃烧后的残炭成分，揭示了该体系是由残炭的形成和不燃气体的逸出共同作用而表现出的典型膨胀碳化层阻燃机理。HPCP在PA6基体中主要通过形成有机磷酸酯和芳族炭层进而表现出固相碳化层阻燃机理；燃烧主要释放出CO2和NH3等不可燃的气体，在稀释了周围可燃气体浓度表现出气相阻燃机理的同时，也起到了撑起碳化层的作用。 （4）通过熔喷法制备了阻燃PA6/HPCP无纺布，该纤维网的纤维结合紧密，面密度及厚度稍有减小，在同样具备优异阻燃性能的同时具有一定的隔热能力，可以阻碍热量传播。 收起