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前景廣闊的無鹵阻燃尼龍
文章來源：未知 更新時(shí)間：2019-05-24 15:33:46
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中國(guó)老百姓最早認(rèn)識(shí)尼龍，還是在上世紀(jì)60年代。記得那時(shí)從國(guó)外進(jìn)口尿素的包裝袋是尼龍袋，老百姓視為寶貝，不僅可以用來裝東西，還可用以做衣服的材料。如果誰有一件尼龍襯衣，則是令人羨慕的事情。后來，隨著我國(guó)尼龍工業(yè)的發(fā)展，尼龍走進(jìn)了尋常百姓家。如今尼龍家族十分龐大，品種數(shù)不勝數(shù)，用途也越來越廣泛。 近年來，隨著全球環(huán)保意識(shí)的日益加強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)塑料制品的阻燃要求越來越高，無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃劑已越來越廣泛地被要求使用。無鹵阻燃材料也越來越受重視，尤其是高性能的無鹵阻燃尼龍材料正在受到人們的歡迎。
尼龍阻燃性差成難題
尼龍是世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維，是聚酰胺纖維（錦綸）的一種叫法。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新，從一定意義上說改變了人們的生活。尼龍是合成纖維工業(yè)的重大突破，也是高分子化學(xué)的一個(gè)重要里程碑。
然而，未經(jīng)改性的尼龍其阻燃性能較差，屬于易燃材料，并且在燃燒過程中產(chǎn)生滴落，在使用過程中極易引發(fā)火災(zāi)。尤其是在電子產(chǎn)品領(lǐng)域，因尼龍而引發(fā)的火災(zāi)不計(jì)其數(shù)，造成較大損失，如果不改進(jìn)尼龍的阻燃性能，則其使用范圍會(huì)受到極大限制。因此，對(duì)尼龍的阻燃改性成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界與工業(yè)界共同關(guān)注與攻關(guān)的課題。
后來，科學(xué)家在尼龍中加入了阻燃劑，以解決尼龍的易燃問題。但過去受制于技術(shù)，大部分阻燃劑在高溫下易分解，釋放出酸性物質(zhì)，對(duì)金屬具有腐蝕作用，因此，一些如螺桿、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈、法蘭等塑化元件需鍍硬鉻處理。工藝方面盡量控制機(jī)筒溫度不能過高，注射速度不能太快，以避免因膠料溫度過高而分解引起制品變色和力學(xué)性能下降。
改變了阻燃性能以后，尼龍的用途就更為廣泛。如尼龍成為以塑代鋼、鐵、銅等金屬的好材料，是重要的工程塑料；鑄型尼龍廣泛代替機(jī)械設(shè)備的耐磨部件，代替銅和合金作設(shè)備的耐磨損件。尼龍還大量用來制造簾子線、工業(yè)用布、纜繩、傳送帶、帳篷、漁網(wǎng)等，在國(guó)防上用作降落傘及其他軍用織物。在民用方面用途則更為廣泛，老百姓日常用品隨處可見，比如可以混紡或純紡成各種醫(yī)療及針織品。
無鹵阻燃劑環(huán)境友好
對(duì)于無鹵阻燃尼龍中的“無鹵”二字，是對(duì)所使用阻燃劑種類進(jìn)行的標(biāo)注。阻燃劑分為含鹵阻燃劑和無鹵阻燃劑，早期改性行業(yè)做阻燃改性絕大部分是用含鹵阻燃劑，如溴系阻燃劑。它阻燃性好，耐高溫性能也不錯(cuò)，市場(chǎng)規(guī)模及應(yīng)用領(lǐng)域長(zhǎng)期雄居各類阻燃劑之首。但自1986年出現(xiàn)二噁英問題以來，溴系阻燃劑開始面臨巨大的環(huán)保壓力，關(guān)于溴系阻燃劑的爭(zhēng)議在全球范圍內(nèi)一直未曾停止。
而無鹵阻燃劑則解決了這一難題，環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)帶動(dòng)了無鹵阻燃劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。無鹵阻燃劑面世，使尼龍?jiān)谌紵龝r(shí)不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，無鹵阻燃尼龍也隨之成為了暢銷產(chǎn)品。
尼龍中應(yīng)用較廣的無鹵阻燃劑是紅磷和三聚氰胺鹽類。紅磷具有很高的阻燃效率并能改善制品的抗電弧性，但其儲(chǔ)存及顏色方面的局限性大大限制了其在尼龍中的應(yīng)用，一般只應(yīng)用于尼龍6中。另一種在尼龍中使用的無鹵阻燃劑是三聚氰胺鹽，主要是三聚氰胺尿酸鹽和磷酸鹽。它們具有較好的阻燃效率，但熱穩(wěn)定性較差，且由于易吸潮而使得制品在潮濕環(huán)境下電性能較差。
無鹵阻燃尼龍性能優(yōu)
無鹵阻燃尼龍就是添加的阻燃劑中含量極低或不含鹵族元素的溴和氯。無鹵阻燃尼龍產(chǎn)品阻燃性能優(yōu)異，阻燃級(jí)別達(dá)到UL94V0級(jí)，具有低析出、防滴落，高電氣性能及耐熱性優(yōu)良，CTI值高，電氣性能好，沖擊強(qiáng)度高，對(duì)環(huán)境友好，環(huán)保。適合做電氣接插件。通過在材料中添加符合歐洲ROHS標(biāo)準(zhǔn)的溴系阻燃劑或無鹵阻燃劑，以提高復(fù)合材料的阻燃性能。這種粒狀尼龍能承受的加工溫度為260℃。
在我們使用無鹵阻燃尼龍顆粒材料的過程中有時(shí)會(huì)遇到一些標(biāo)號(hào)，比如UL94V-0、UL94V-2等，需要向普通消費(fèi)者加以介紹。其實(shí)，UL94V-0和V-2這是無鹵阻燃尼龍阻燃等級(jí)的標(biāo)號(hào)，這是美標(biāo)，國(guó)際上大家一致認(rèn)可它，所以統(tǒng)一使用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)了。
說得通俗一點(diǎn)，可燃性UL94等級(jí)是應(yīng)用最廣泛的塑料材料可燃性能標(biāo)準(zhǔn)。UL94V0級(jí)可以達(dá)到5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)及要求：一是沒有任何樣品在測(cè)試火焰拿走之后，仍然有火苗燃燒超過10秒；二是對(duì)于每套5件樣品，10次點(diǎn)燃后，帶火苗的燃燒的總共時(shí)間不超過50秒；三是沒有任何樣品一直燒到夾具上；四是沒有任何樣品，燃燒融化的液滴滴下點(diǎn)燃了下面12"處的棉花；五是沒有任何樣品，在第二次移走測(cè)試火焰之后，持續(xù)發(fā)紅燃燒超過30秒。這樣的標(biāo)準(zhǔn)，完全可以避免火災(zāi)的發(fā)生。
未來發(fā)展瞄準(zhǔn)四方向
通過使用無鹵阻燃劑經(jīng)過改性而來的尼龍材料，無論是力學(xué)性能還是阻燃性都在傳統(tǒng)含鹵阻燃尼龍的基礎(chǔ)上得到了改善。這主要?dú)w功于無鹵阻燃劑的飛速發(fā)展，也是全球科技發(fā)展的一個(gè)縮影，無鹵阻燃尼龍?jiān)谥破奉伾奶幚砩希梢愿鶕?jù)消費(fèi)者需求配色甚至可以生產(chǎn)本色產(chǎn)品。最為重要的是它徹底改善了含鹵阻燃劑對(duì)環(huán)境污染的問題。
隨著尼龍工程塑料的應(yīng)用越來越廣泛，阻燃劑的品種越來越多，以及阻燃技術(shù)的開發(fā)研究不斷深入，阻燃尼龍?jiān)谖磥韼资陼?huì)往以下4個(gè)發(fā)展方向：
一是阻燃劑的復(fù)配技術(shù)。國(guó)際上很多阻燃劑廠家從事開發(fā)新型的協(xié)同體系，即將多種阻燃劑復(fù)配，以達(dá)到降低阻燃劑用量、提高阻燃性能的目的，既降低了阻燃材料的價(jià)格，又減少了物理性能的損失。二是無鹵化、低毒低鹵化。許多國(guó)家已經(jīng)禁止或者限制了含鹵阻燃劑的使用，而代之為磷、氮系阻燃劑和無機(jī)阻燃劑。三是多功能化。在某些行業(yè)除了要求尼龍具有阻燃性能，還要求具有如導(dǎo)熱、導(dǎo)電、抗靜電等，需要大量添加其他助劑以達(dá)到用戶的要求。四是成本與性能的均衡。開發(fā)高效阻燃體系，減少阻燃劑對(duì)材料物理性能的影響，同時(shí)還可以減少污染、降低成本。
無論無鹵阻燃尼龍的未來如何發(fā)展，都會(huì)是以人為本，以消費(fèi)者為核心，以環(huán)保為要求。 |
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