从间位芳纶分子的结构上来看,该分子是由酰胺基团相互连接间位苯基所构成的线型大分子。在它的晶体里氢键在两个平面上存在,如格子状排列,从而形成了氢桥的三维结构。由于氢键的作用强烈,使间位芳纶化学结构稳定,具有优越的耐热性能以及良好的阻燃性能、耐化学腐蚀性能、电绝缘性及机械性能等特点,芳纶纤维是航天航空、军工消防、电子通讯、节能环保、石油化工等高科技产业领域不可或缺的基础材料。
海藻纤维的本质阻燃机理
青岛大学教授夏延致博士研究生 王兵兵
海藻纤维的本质阻燃机理主要源于金属离子阻燃新理论。金属离子的阻燃机理在于:金属离子起到催化裂解作用,改变了海藻酸大分子的热裂解过程,减少了可燃物的生成,促进其成炭;海藻酸盐大分子链可以通过金属离子螯合形成交联结构,从而使海藻酸盐纤维的热裂解温度要高于海藻酸纤维;大分子中金属离子会在燃烧过程中形成碱性环境,海藻酸大分子极易发生脱羧反应生成不燃性CO2并稀释可燃性气体;海藻酸盐纤维在燃烧过程中生成的金属氧化物和金属碳酸盐沉淀覆盖在纤维表面,在凝聚相和火焰间形成一个屏障,隔绝氧气、阻止可燃性气体的扩散。
因此,我们得出结论:海藻酸盐是天然的本质阻燃高分子,具有优异的阻燃特性,通过实验研究和理论分析,解释了该类纤维材料的阻燃机理,它是利用高分子本身所固有的金属离子而起阻燃作用,我们称之为金属离子阻燃机理。
金属离子阻燃理论有望应用于其他天然高分子及合成高分子材料的阻燃改性,进而发展新型阻燃高分子材料。
熔纺合成纤维防熔滴相关研究
东华大学博士研究生 朱士凤
热塑性纤维如涤纶、锦纶等在燃烧过程中会产生熔滴现象,这些高温的滴落物很容易引燃其他聚合物材料,加速火焰传播及火灾规模的扩大;如果熔融的物质粘在皮肤上,会烫伤皮肤。
从防熔滴的机理来看,目前有三种方法可以解决熔滴难题:
一是添加聚四氟乙烯粉末等填料来减少熔体的流动性以防止熔滴;二是使纤维燃烧时在表面形成紧密的炭层,起到保护层的作用以减少熔滴;三是改变聚合物的结构,使聚合物由热塑性转变为热固性来解决熔滴问题。围绕这些机理,研究者们采用共混法、共聚法、后处理法、接枝和交联法等途径实现了防熔滴或者减少熔滴的效果。
在高能射线辐照对熔滴性能的影响方面,辐射加工是原子能和平利用的主要应用领域之一。它主要是利用放射性核素60Coγ射线和电子束对物质和材料进行加工和处理的一门技术。
经实验分析证明:辐射交联可促进成炭,并对锦纶6的熔滴性能有一定的改善效果,同时力学性能变化在可应用范围内。今后的工作是筛选合适的阻燃剂与之配合,实现锦纶6的阻燃防熔滴。