Modification of polyamide 6 fibers with water-glass in the bath method

High temperature (HT) bath method was used to produce the flame-retardant polyamide 6 (PA6) fibers, analogous to dyeing using dispersed dyes. The modification process was carried out in a bath containing flame-retardant and a surfactant (dispersant). An ecological commercial product – so-called soda water-glass, i.e., aqueous sodium silicate solution (WG) – was used as flame-retardant. The resulting flame-retardant effect was evaluated on the basis of the limiting oxygen index (LOI) method. The thermal properties of the examined fibers were determined using differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Basic mechanical testing of fibers was also performed. Fiber burning residues were characterized on the basis of photographs obtained by scanning electron microscopy (SEM). Changes in the supermolecular structure of PA6 fibers after the modification were discussed using wide-angle X-ray scattering (WAXS). As a result of the proposed modification of PA6 fibers a small but sustained increase in the flame-retardant effect was obtained.

Włókna z poliamidu 6 (PA6) o zmniejszonej palności wytworzono z zastosowaniem metody kąpielowej HT (high temperature), prowadzonej w sposób analogiczny do barwienia włókien barwnikami zawiesinowymi. Kąpiel modyfikująca zawierała uniepalniacz oraz środek powierzchniowo czynny (dyspergator). Środkiem uniepalniającym był ekologiczny produkt handlowy o nazwie szkło wodne sodowe – wodny roztwór krzemianu sodu (WG). Uzyskany efekt trudnozapalności oceniano na podstawie wyznaczonego indeksu tlenowego (LOI). Właściwości termiczne badanych włókien określano za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i analizy termograwimetrycznej (TGA). Wykonano też podstawowe badania wytrzymałości mechanicznej włókien. Pozostałości po spaleniu włókien charakteryzowano na podstawie fotografii uzyskanych techniką elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM). Zmiany w strukturze nadcząsteczkowej włókien PA6 poddanych modyfikacji oceniano z wykorzystaniem szerokokątowej dyfraktometrii rentgenowskiej (WAXS). W wyniku zaproponowanej modyfikacji uzyskano niewielkie, ale trwałe zmniejszenie palności włókien PA6.