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阻燃剂对改性涤棉混纺织物的整理

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-27 15:39:31
阻燃剂对改性涤棉混纺织物的整理按ISO5660-1—2002《对火反应试验热释放,产烟量及质量损失率-第1部分:热释放速率(锥形量热仪法)》标准,采用FTT锥形量热仪,在辐射通量为25kW/m2条件下测试试样燃烧时热释放速率等参数。

阻燃剂对改性涤棉混纺织物的整理结合前期工作,在单因素试验基础上,采用正交试验方法,筛选棉用阻燃剂FPK8002对涤棉织物的优化工艺,并测试不同整理条件处理后织物燃烧性能的变化。

尽管涤棉混纺织物的涤组分为含磷阻燃聚酯纤维,但由于燃烧过程中棉纤维与涤纶之间的支架效应,织物仍属于易燃材料(氧指数为17.6%,损毁长度为30cm)。经过含氮有机磷酸酯化合物FPK8002阻燃剂处理后,其限氧指数和垂直燃烧性显著提高,同时无阴燃和无续燃。

阻燃剂对改性涤棉混纺织物的整理和焙烘温度对极限氧指数和损毁长度的影响较大,焙烘时间的影响则相对最小。优化的组合工艺为A2B2C2D2,即FPK8002质量浓度为400g/L、交联剂质量浓度为80g/L、150℃焙烘3min。继续增加整理剂用量,或提高焙烘条件,无益于阻燃效果的进一步提升。

采用锥形量热仪法,对经优化整理工艺的织物进行测试,并与原布比较。

经过优化工艺整理后的织物,热释放速率和总热释放量均显著降低,但CO生成速率峰值及总烟释放量有所提高。

在织物燃烧过程中,热释放速率、热释放量越大,则燃烧反馈给材料表面的热量就越多,结果造成材料热解速度加快和挥发性可燃物生成量增多,会加速火焰的传播,材料中火灾的危险性就越大。

因此,阻燃整理剂有效地抑制了热的产生,显著降低了纺织品的易燃性。但需要注意的是,阻燃剂的存在使得产烟量和烟毒气有所提升,因此在考虑阻燃剂性能的同时,也应考虑由其烟雾引起的二次灾害。结合极限氧指数和垂直燃烧测试结果,阻燃剂和交联剂用量不宜过高。

纤维和纺织品的吸热作用阻燃机理:某些热容量高的阻燃剂在高温下发生相变、脱水或脱卤化氢等吸热分解反应,降低了纤维材料表面和火焰区的温度,减慢热裂解反应的速度,抑制可燃性气体的生成。如三水合氧化铝分解时可释放出3个分子水,转变为气相需要消耗大量的脱水热。


磷酸三苯酯阻燃剂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。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。


纤维和纺织品的气体稀释作用阻燃机理:阻燃剂吸热分解后释放出不燃性气体,如氮气、二氧化碳、氨、二氧化硫等,这些气体稀释了可燃性气体,或使燃烧过程供氧不足。另外,不燃性气体还有散热降温作用。

纤维和纺织品的熔滴作用阻燃机理:在阻燃剂的作用下,纤维材料发生解聚,熔融温度降低,增加了熔点和着火点之间的温差,使纤维材料在裂解之前软化、收缩、熔融,成为熔融液滴滴落,大部分热量被带走,从而中断了热反馈到纤维材料上的过程,最终中断了燃烧,使火焰自熄。涤纶纤维的阻燃大多是以此方式实现的。

目前国内外市场上阻燃纤维已有几十个品种,传统加工的阻燃纤维主要是阻燃涤纶,阻燃腈纶,阻燃维纶。随着科学技术的进步,各国新近开发生产了多种阻燃纤维,如聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰胺一酰亚胺纤维、聚酰亚胺2080纤维、杂环聚合物聚苯并咪唑纤维(PIM2080)、酚醛纤维、Basofil纤维。这些纤维的阻燃效果都比较好,在工业及特殊领域有很大的用途。

阻燃PET用作阻燃纤维和织物通常有两种方法:其一是用六溴环十二烷对PET织物作阻燃后处理。这种织物可作窗帘、幕布、包墙布等室内装饰用布。由于是后整理方法处理,阻燃剂易渗出,织物手感和阻燃耐久性会逊色一些。

其二是用共聚阻燃改性,这些反应型阻燃单体主要是含溴芳香族化合物、含芳基氧化膦化合物、含溴代芳香基氧化膦化合物等。由于是阻燃元素成为齐聚物分子中心的一部分,所以具有阻燃效果长久、手感好、耐光等优点,是当今我国PET阻燃纤维和织物的主要阻燃方法。

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