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PA6（PA6）是一种“通用级”高分子材料，具有良好的机械性能、电气性能、绝缘性能以及耐化学腐蚀性能，广泛应用于纺织品、电子电器、建筑工程、航天航空、国防及兵器制造等领域。然而，PA6的极限氧指数（LOI）较低（约21%），容易燃烧，燃烧时会产生大量熔滴，抑制其更普遍的应用，因而 PA6 的阻燃研究已经成为迫切需要解决的课题。
本文以水为反应介质、无水乙醇为溶剂，将正硅酸四乙酯（TEOS）制备成SiO2溶胶，利用溶胶的网络结构对三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）进行表面包覆，制备出包覆型MCA阻燃剂；通过熔融共混方式，将包覆型MCA与PA6切片混合制备成不同阻燃剂含量的阻燃PA6复合材料；最后，通过熔融纺丝法制备阻燃PA6纤维。
首先，通过一系列研究手段，深入研究了包覆型MCA的结构、热稳定性能及粒径分布。首先，通过红外光谱仪（FT-IR），X-射线光电子能谱仪（XPS），以及 X-射线衍射仪(XRD)的测试数据表明了SiO2溶胶已经成功接枝在MCA表面上，并且阻燃剂的分子结构没有改变；激光粒度分析仪（DLS）测试结果证明了包覆型MCA粉体的粒径分布范围有大幅地下降，粒径的分布范围下降至0.832~12.541um；与MCA相比，包覆型MCA的粒径分布范围大幅度变窄，粉体的粒径分布较均匀，表明包覆型MCA粒径变小；热重分析仪（TGA）测试结果分析证明包覆型MCA热分解温度高且分解时间长，且有一定的残炭量，提高了MCA的阻燃性，有利于进一步提高PA6的阻燃效果。
其次，研究了共混法制备的阻燃 PA6 复合材料的结构性能。差示扫描量热分析仪（DSC）研究结果表明，PA6复合材料的熔点（Tm）随着阻燃剂含量的增加均有所降低，但下降幅度较小。X-ray测试结果表明阻燃剂的加入会使PA6的晶型发生改变，并且对PA6有成核剂的作用，PA6复合材料的结晶度（Xc）随着阻燃剂含量的增加，呈现出逐渐上升的趋势。扫描电镜-X-射线能谱联用仪（SEM-EDXS）测试结果表明包覆型MCA与PA6的界面相容性较好，能够比较均匀地分散在 PA6 基体中。热重分析仪（TGA）测试结果表明，PA6 为一步失重过程，在470℃左右发生分子主链断裂，出现最大失重速率；共混阻燃体系热失重过程明显提前，且包括两个失重阶段。UL-94和LOI测试结果表明，随着阻燃剂含量增加，PA6复合材料的阻燃性逐步提高，包覆型MCA添加量为6wt%时，PA6复合材料UL-94可达到V-0等级，LOI值为26%。热裂解-气相质谱联用仪（Py-GC/MS）的测试结果显示，MCA/PA6 和包覆型 MCA/PA6 主要热氧化降解所产生的产物存在差别，且各组分相对含量有显著差异。
最后，通过熔融纺丝法制备阻燃 PA6 纤维。对纤维的取向度、结晶性、力学性能、沸水收缩率及阻燃性能进行了研究。研究结果表明，纤维的结晶度、取向度、断裂强力以及沸水收缩率都随着牵伸倍数的增加而不断增加，这是由于随着外力的提高，纤维大分子主链随着外力的方向沿长丝轴向有序排列，折叠链数目减少，伸直链数目增多；添加阻燃剂后 PA6 纤维的结晶度、取向度及断裂强度均有所下降，这是因为阻燃剂的加入，影响了大分子链沿纤维的轴向排列，使分子链间的结合被MCA阻燃剂隔断。包覆型MCA/PA6纤维可纺性良好，力学性能可满足使用要求。
本文以水为反应介质、无水乙醇为溶剂，将正硅酸四乙酯（TEOS）制备成SiO2溶胶，利用溶胶的网络结构对三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）进行表面包覆，制备出包覆型MCA阻燃剂；通过熔融共混方式，将包覆型MCA与PA6切片混合制备成不同阻燃剂含量的阻燃PA6复合材料；最后，通过熔融纺丝法制备阻燃PA6纤维。
首先，通过一系列研究手段，深入研究了包覆型MCA的结构、热稳定性能及粒径分布。首先，通过红外光谱仪（FT-IR），X-射线光电子能谱仪（XPS），以及 X-射线衍射仪(XRD)的测试数据表明了SiO2溶胶已经成功接枝在MCA表面上，并且阻燃剂的分子结构没有改变；激光粒度分析仪（DLS）测试结果证明了包覆型MCA粉体的粒径分布范围有大幅地下降，粒径的分布范围下降至0.832~12.541um；与MCA相比，包覆型MCA的粒径分布范围大幅度变窄，粉体的粒径分布较均匀，表明包覆型MCA粒径变小；热重分析仪（TGA）测试结果分析证明包覆型MCA热分解温度高且分解时间长，且有一定的残炭量，提高了MCA的阻燃性，有利于进一步提高PA6的阻燃效果。
其次，研究了共混法制备的阻燃 PA6 复合材料的结构性能。差示扫描量热分析仪（DSC）研究结果表明，PA6复合材料的熔点（Tm）随着阻燃剂含量的增加均有所降低，但下降幅度较小。X-ray测试结果表明阻燃剂的加入会使PA6的晶型发生改变，并且对PA6有成核剂的作用，PA6复合材料的结晶度（Xc）随着阻燃剂含量的增加，呈现出逐渐上升的趋势。扫描电镜-X-射线能谱联用仪（SEM-EDXS）测试结果表明包覆型MCA与PA6的界面相容性较好，能够比较均匀地分散在 PA6 基体中。热重分析仪（TGA）测试结果表明，PA6 为一步失重过程，在470℃左右发生分子主链断裂，出现最大失重速率；共混阻燃体系热失重过程明显提前，且包括两个失重阶段。UL-94和LOI测试结果表明，随着阻燃剂含量增加，PA6复合材料的阻燃性逐步提高，包覆型MCA添加量为6wt%时，PA6复合材料UL-94可达到V-0等级，LOI值为26%。热裂解-气相质谱联用仪（Py-GC/MS）的测试结果显示，MCA/PA6 和包覆型 MCA/PA6 主要热氧化降解所产生的产物存在差别，且各组分相对含量有显著差异。
最后，通过熔融纺丝法制备阻燃 PA6 纤维。对纤维的取向度、结晶性、力学性能、沸水收缩率及阻燃性能进行了研究。研究结果表明，纤维的结晶度、取向度、断裂强力以及沸水收缩率都随着牵伸倍数的增加而不断增加，这是由于随着外力的提高，纤维大分子主链随着外力的方向沿长丝轴向有序排列，折叠链数目减少，伸直链数目增多；添加阻燃剂后 PA6 纤维的结晶度、取向度及断裂强度均有所下降，这是因为阻燃剂的加入，影响了大分子链沿纤维的轴向排列，使分子链间的结合被MCA阻燃剂隔断。包覆型MCA/PA6纤维可纺性良好，力学性能可满足使用要求。