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聚酯纤维阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-16 17:12:07
本文介绍了用聚酯纤维阻燃剂生产阻燃聚酯纤维的生产工艺特点。

作为合成纤维的最大品种聚酯纤维的阻燃织物的需用量很大,如航空、铁路和其它交通运输系统、涉外宾馆、饭店、公共娱乐场所及消防等特种行业的工作服都需要用。有关专家估算国仅上述所需阻燃织物为28 496万m需用阻燃聚酯纤维93 kt /a。

20世纪70年代以来国外对聚酯纤维阻燃剂的开发应用进行了大量的研究,有的已实现了商品化生产。据报道,当前世界阻燃聚酯纤维的产量已占聚酯纤维总产量的10~15。

赋予聚酯纤维阻燃性能的阻燃剂有许多种,按阻燃元素分类可分为卤素和非卤素系两大类,其代表是溴系和磷系。通常认为溴系阻燃剂阻燃效果较好,用量相对少些,但燃烧时生成卤化氢毒性大磷系阻燃剂毒性小,但一些含磷共聚单体的热稳定性差而不适合于聚合反应,而且由于磷化物的酸性,在反应和纺丝过程中会降低聚合物熔体的粘度。

从阻燃剂是否参加反应看,可分为添加型和反应型两种。共混添加型聚酯纤维阻燃剂可分为填充型、增塑型和半增塑型3种。填充型是非常难熔的无机物,如氧化锑、氧化铝等。增塑型阻燃剂在加工过程中能完全熔化,且能和聚酯相容。半增塑型阻燃剂能在加工过程中发生熔融,但不能和聚酯相容。

对参加共聚反应和共混添加型聚酯纤维阻燃剂,不但要求有较好的阻燃效果、无毒、耐久性好,而且还要求改性单体在聚合和纺丝过程中不分解,不发生副反应(也即热稳定性好) ,和聚酯相容性好,对树脂的可纺性和纤维的性能没有严重的不良影响。

国外阻燃技术开发较早,故阻燃剂的研究生产也较早,至今世界上已有47个厂家生产,生产的阻燃剂有167种,生产和消费已达到相当大的规模,阻燃剂已成为助剂中仅次于增塑剂的第二大类助剂。国外用于涤纶织物的阻燃剂主要品种为卤化物和含磷、硫化合物。

我国阻燃技术和阻燃剂发展较晚,70年代初才对合纤织物和聚酯纤维用阻燃剂进行研制。90年代中期,全国织物阻燃剂年产量约600 t。

近年来国内阻燃剂研究开发进展较快,正不断开发si、n、sb、p类等性能更加优越的阻燃剂,例如,聚苯基膦酸二苯砜酯、4( 2氯乙氧基) 乙撑双磷酸酯等,新型阻燃剂将不断问世2阻燃聚酯纤维、织物的生产方法通常,极限氧指数( loi )大于26的纤维称阻燃纤维,阻燃纤维在火源点燃的情况下发生燃烧,离开火源即熄灭,经20次洗涤,其阻燃性能不变。


磷酸三苯酯tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性,具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。磷酸三苯酯tpp用途主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂,也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。


目前阻燃聚酯纤维的制造方法主要有阻燃整理、共混阻燃改性和共聚阻燃改性、皮芯型复合纺丝四种。四种方法各有优缺点,其成本及效果比较工艺(方法)效果成本后整理(织物)暂时阻燃低共混型(纤维)持久阻燃中反应型(纤维)永久阻燃高皮芯型复合纺丝永久阻燃最高皮芯型复合纺丝的阻燃效果最好,费用也最高。

阻燃整理纺织品的阻燃后整理是通过阻燃剂或阻燃中间体向纤维可及区和织物结构内扩散、渗透、吸附,然后在一定条件下,使其与纤维大分子结构中的活性基团反应形成网状结构或者以其它各种机械性粘接、沉积在织物表面,使织物获得一定的阻燃效果及相当耐洗性能。

织物后整理的特点是:( 1)可在常规的印染设备上进行加工,加工费用低廉,但对服用性能略有影响。( 2)通用性大,工艺简单。( 3)加工周期短,见效快,但持久性差,并且可能还会影响纤维织物的强力、手感和色泽。

由于后整理的加工方法实际上是表面添加,所以持久性较差。以目前阻燃效果较好的某一含氮磷酸酯高聚物对50 /50涤纶棉布织物阻燃整理为例,多次洗涤后,阻燃性能几乎消失。

未经整理loi阻燃整理后皂洗20次后目前阻燃后整理的技术在不断改进完善,阻燃剂的性能也在不断提高,但由于这种加工工艺,限制了它的阻燃效果和应用范围。

共聚改性将含阻燃元素(主要是磷、卤、硫、氮、硅)或同时含有这些元素的化合物,作为共聚单体,引入纤维高聚物分子链中,以提高难燃性,一般在酯化(或酯交换)结束后,加入含阻燃元素的二元醇,或二元酸共缩聚而成。

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