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棉织物的阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-9 13:38:03
在各种纺织材料中,棉是具有燃烧危险性的一种,它的含氧指数只有18,不仅燃烧速度快,而且具有很大的助燃性。加上棉织物又是纺织品中应用最广泛的一种,因此棉织物的阻燃剂研究进行得比较早,目前发展得也比较成熟。

传统棉织物的阻燃性主要是通过织物浸轧阻燃剂,使棉织物的阻燃剂均匀地渗透到纤维内部,并且与纤维发生化学反应而牢牢地附着在纤维上。

棉织物的阻燃剂遇到高温或高热以后,能快速产生阻滞燃烧过程中OH基团所反应的气体,以降低释放出的热能,致使燃烧不能继续发展,从而使织物产生阻燃的积极作用。其工艺简单,成本较低,并能获得良好的、耐久的阻燃效果。

近年来,随着阻燃整理技术的不断进步与发展,以及为了满足市场对于阻燃棉织物越来越高的要求,对棉织物的阻燃整理也逐渐探索出了各种新型的阻燃整理技术,如:纳米阻燃技术、催化阻燃技术、绿色阻燃技术、微胶囊阻燃技术、复配阻燃技术等。

羊毛是物理、化学结构均较为复杂的天然蛋白质纤维。其手感柔软、质地坚牢,有良好的弹性和保暖性,光泽自然、柔和。在建筑、服用、家纺等领域应用十分广泛。这就对其后整理提出了更高的要求。羊毛极限氧指数约为25左右,闪点为 570~600℃,最高燃烧温度为680℃,为天然难燃纤维。

其燃烧时不会熔化或滴落,所产生的泡沫灰烬具有良好的绝缘性。羊毛回潮率较高为15%,相对湿度为60%,含氮 15%~16%,含硫3%~4%,还含有6%~7%的氢。高的含氮量决定了其本身具有较好的阻燃特性,若再对其进行阻燃整理,则可开发出更高性能的产品。


磷酸三苯酯tpp是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂,面上大多数产品为自色片状结晶,改产品为自色结晶性粉末,也更用于溶解于有机溶剂,TPP不溶于水,溶于苯、氯仿、醚和而酮,微溶于Z醇。微具芳香气味,微有潮解性,不易燃烧。熔点约50℃,受热时快速熔化成箍状,润精效果极佳,常作为阻燃增塑润精剂使用。它在许多塑料和树脂用作阻燃剂,如酚醛树脂,环氧树酯等。


羊毛纤维的阻燃整理最初是利用无机硼酸、磷酸及其盐。这种整理方法为非耐久性整理,不耐水洗,仅用于剧院的帷幕等;后来利用改性的四羟甲基氯化磷(THPC)及其衍生物、氨基磺酸盐对羊毛进行阻燃整理,可达半永久水平;此后又发展到利用钛、锆的氟络合物、羧酸络合物处理羊毛,此法可达永久水平。近年来为了满足更高要求,又开发出羊毛与其他耐燃纤维混纺的耐高温织物。

涤纶是各种合成纤维中发展最快、产量最高、应用范围最广的一种合成纤维,其纤维纺织品大量用于衣料、窗帘、幕布、床上用品、室内装饰及各种特殊材料。涤纶的极限氧指数在21左右,随着涤纶纤维织物的广泛应用,其火灾的潜在危险也日益突出。

我国从20世纪80年代初开始进行阻燃涤纶的研究工作,大体可分为三个阶段:第一阶段利用含溴共聚单体与聚酯单体进行三元共聚;第二阶段是80年代中期,辽阳石化研究院利用美国大湖公司提供的十溴联苯醚为主的阻燃剂,生产共混型阻燃切片。但这两种方法都由于种种原因没能继续工业化生产;第三阶段是80年代后期开始,国内纺织高等院校开始介入阻燃涤纶研究,对该项工作的进展起到了很大的推动作用,使这一研究领域,从产品到理论都有较大的进展。

按生产过程和阻燃剂的引入方式,涤纶的阻燃改性方法可归纳为以下五种:(1)在酯交换或缩聚阶段加入反应型阻燃剂进行共缩聚;(2)在熔融纺丝前向熔体中加入添加型阻燃剂;(3)以普通聚酯与含有阻燃成分的聚酯进行复合纺丝;(4)反应型阻燃剂在涤纶或织物上进行接枝共聚;(5)涤纶织物进行阻燃后处理。用于生产阻燃涤纶织物的有机阻燃剂多为卤系和磷系阻燃剂,目前卤系阻燃剂的使用占大多数。

随着人们对火灾和阻燃材料研究的深入以及环保意识的增强,特别是自上世纪90年代以来,具有低烟、低毒的磷系阻燃剂受到普遍重视。虽然磷系阻燃剂在使用过程中不会产生有毒物质,但是阻燃剂的各种中间体及生产过程都具有一定的毒性,人们也将逐渐重视硅系阻燃剂及其他无机阻燃剂的研究与应用。无机阻燃剂具有无烟、无毒、无腐蚀性、安全和廉价等优点,如硼酸、云母、陶瓷和碳黑等无机物也可用于涤纶的阻燃改性。

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