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有机磷酸钛涤棉织物阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-21 13:46:47
采用有机磷酸钛(PVA-P-Ti)对涤棉织物进行阻燃整理,研究了阻燃织物的热性能、力学性能、阻燃性能和纤维形貌结构变化。热性能分析表明,有机磷酸钛涤棉织物阻燃剂对涤棉织物具有良好的催化脱水成炭作用。织物经阻燃整理后,阻燃剂通过渗透和缠结作用固着于纤维,使织物具有良好的阻燃性能和耐水洗性能,拉伸性能也明显提高,但白度下降。

涤棉织物具有良好的耐磨、吸湿、透气和柔软等物理性能和优良的热稳定性、耐酸碱性,因此,被广泛用于服装、家具面料和装饰材料等。然而,涤棉织物极易燃烧,对其进行阻燃处理非常重要。几十年来,有关涤棉织物阻燃整理的阻燃剂有大量文献报道,但是由于毒性大、环保问题以及阻燃耐久性差等问题,并没有得到广泛应用。

本项目采用有机磷酸钛涤棉织物阻燃剂对涤棉织物进行阻燃整理,并采用了热重分析法(TGA)和差示扫描热量测定法(DSC)对阻燃织物的热性能进行分析;通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧试验测试了其阻燃性能;并研究阻燃涤棉织物的白度和力学性能,通过纤维截面切片对阻燃涤棉织物的微观结构进行观察。

试验材料、试剂和仪器。织物:18.2tex×18.2tex,220根/10cm×140根/10cm涤棉混纺机织物。试剂:有机磷酸钛涤棉织物阻燃剂,磷酸、氨水、尿素、无水碳酸钠(分析纯)

仪器:XZT-100氧指数测定仪,CZF-2型垂直燃烧仪,STA449CJupiter(同步热分析仪,SBDY-1数显白度仪,Y172型纤维切片器,XSZ-4G型生物显微镜,HD026N型电子织物强力机

有机磷酸钛涤棉织物阻燃剂阻燃整理工艺流程:织物浸轧整理液(二浸二轧,轧液率70%~80%)→预烘(90℃,5min)→焙烘(165℃,3min)→皂洗→水洗→烘干
采用钒钼酸铵比色法(GB/T6437—2002)测定布样中总磷含量P。

用XZT-100氧指数测定仪按照GB/T5454—1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》对织物进行测试;用CZF-2型垂直燃烧仪按照GB/T5455—1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》对织物进行垂直燃烧测试。

用同步热分析仪对织物进行热性能测试,氮气流速45mL/min,称取5~7mg试样置于铝坩埚中,以10℃/min速率从40℃升温至590℃,同时得到TG和DSC曲线,采用德国耐驰(Netzsch)热分析软件ProteusAnalysis得到DTG曲线和分析数据。


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。


将布样折叠4层,剪成4个直径为6cm的圆布片,用白度实物标准(GSBA67001)校准过的SBDY-1数显白度仪逐层测量白度,每层测3次,取平均值为该层白度,测量时均应保持4层叠合,取各层平均值为白布的白度。

用Y172型纤维切片器按GB/T10685—2007《羊毛纤维直径试验方法投影显微镜法》将纤维截面切成20~25μm薄片,在XSZ-4G型生物显微镜下观察截面切片组织,放大后,再用SONYDSC-W300数码相机拍照。

用HD026N型电子织物强力机按照GB/T3923—1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测定涤棉织物的抗拉断裂强力、断裂伸长和断裂伸长率。

参照AATCC124—1996《重复家庭洗涤后织物的外观》测定阻燃织物的耐水洗性。
随阻燃剂质量浓度从100g/L增加至400g/L,织物增重率从13.7%提高至25.1%,LOI值从23.8%提高至28.9%,磷含量从0.82%增加至2.69%;但是,织物白度从处理前的82.5下降至56.2。由此说明,随着阻燃剂质量浓度增加,虽然阻燃性能有所提高,但其白度显著下降。

随着尿素质量浓度的增加,虽然织物上的磷含量有所降低,但是其增重率、LOI值和白度都明显提高,说明尿素在阻燃体系中起到了良好的阻燃协效作用,且有减弱织物白度损失的效果。故优化的阻燃整理工艺为有机磷酸钛涤棉织物阻燃剂质量浓度200g/L,尿素质量浓度80g/L,pH值4。

按上述优化工艺对织物进行阻燃整理前后的热重分析测试(TGA)和差示扫描热量分析(DTG)。

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