聚乳酸纤维的阻燃性研究

聚乳酸纤维本身的阻燃性能较差，其极限氧指数仅为21%，为UL-94HB级，燃烧时只形成一层刚刚可见的炭化层，然后很快液化、滴下并燃烧[124]。为了克服这些缺陷，使其更好地满足在汽车、航空、电子电器等领域的某些应用需求，近年来对聚乳酸阻燃改性的研究已成为热点，NEC（日电）、尤尼吉卡、金迪化工等公司也相继开发出阻燃型聚乳酸产品。目前公开报道的关于聚乳酸阻燃改性的研究不多，并且从操作难易性和成本角度考虑而多采用添加型阻燃剂，主要使用的是卤系、磷系、氮系、硅系、金属化合物阻燃剂、纳米粉体以及多种阻燃成分的复配协效体系[125]。

目前，能在较少阻燃剂添加量下通过UL-94V0级别并且能够克服熔滴的报道比较少，且还未有综合性能优异的材料。Kubokawa等[126，127]采用质量浓度为4.98%的四溴双酚A（TBP-A）溶液对聚乳酸纤维进行了阻燃改性。结果显示：经处理的乳丝极限氧指数值（LOI）达到25.9%，并且无论在氮气还是氧气氛围下，其热分解过程明显加速而残渣量增加，具有良好的阻燃效果。李亚滨[128]通过小型回转式染色试验机制备了四种分别经六溴环十二烷（HBCD）、四溴丁烷（TBB）、四溴双酚-A（TBP-A）和四溴双酚-A-双羟基乙醚（TBP-A-2EO）阻燃改性的聚乳酸纤维，LOI值均有一定程度的提高。但是经过这样的处理之后，纤维的拉伸强力明显下降，综合力学性能受到一定影响。(www.xing528.com)

近年来，研究人员发现，提高聚乳酸成炭性和抗熔滴性是提高聚乳酸纤维阻燃性能的关键。Nodera A等[129]研究发现，聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅树脂对提高PLA的阻燃性非常有效，使用日本信越硅公司的X40-9850、道康宁硅公司的MB50-315等添加到PLA中，添加量在3%～10%（质量分数）之间即可使PLA树脂阻燃性达UL-94V-0级。于涛[130]等将阻燃剂聚磷酸铵加入黄麻和聚乳酸的复配体系中，当温度高于400℃时，基体、纤维和阻燃剂形成热稳定的炭层结构，使热量和可燃物质的量明显减少，复合材料最后能达到UL-94V0级。然而阻燃剂的加入仍然使复合材料的力学性能和维卡软化点受到明显影响而下降。