0 前言
涤棉织物由于其服用性能优良和结实耐用,是当今用途最广的纺织品之一。其用于防护服和室内装饰时,常常需要具有较好的阻燃性能,但由于涤棉织物燃烧时存在的支架效应,使得涤棉织物的阻燃整理远比纯棉织物或纯涤织物困难,而成为研究的热点和难点。
目前作为实验室评价纺织品阻燃性能的方法,如燃烧试验法、极限氧指数法(LOI)、发烟性试验法和热分析法(TGA)等都是小型试验方法,试验环境与真实火灾相差较大,所得数据也只能用于一定试验条件下材料阻燃性能的相对比较,而且不同方法的测试结果有时相互矛盾[1]。大型实物燃烧试验虽能客观反映纺织材料的火灾危险性,但是成本高,试验复杂,不可能对所有纺织品进行实物燃烧试验。采用锥形量热仪(Cone Calorimeter,简称CONE)试验是近年来在阻燃材料研究领域应用的一种集燃烧释热、失重、发烟及烟气组分研究为一体的先进方法,可同时获得材料燃烧时有关热、烟、质量变化及烟气组分等多种重要信息,并与大型燃烧实验结果之间存在良好的相关性[2]。它通过测定材料燃烧时的耗氧量,根据耗氧原理,计算试样在不同外界辐射热作用下燃烧时所释放出的热量,从而获得材料的热释放速率。测试时通过排气罩排出的全部燃烧气体,由气体采样管收集废气试样,在气体分析仪中分析其中的氧、一氧化碳、二氧化碳含量。正是基于锥形量热仪的诸多独特优点,目前锥形量热仪法已成为国际上公认的研究材料真实燃烧过程的权威方法,被许多国家、地区及国际标准组织广泛应用于建筑材料、高分子材料、木材制品等领域,在材料阻燃和火灾预防等领域起到越来越重要的作用。但是,该法在阻燃纺织品性能测试方面鲜见报道。
本试验采用阻燃涤纶与棉的混纺织物(以下简称涤棉改性混纺织物),采用棉用阻燃剂对混纺织物中棉组分进行整理,通过正交试验方法优化整理工艺条件,并采用锥形量热仪法测试整理后织物,以评定织物的阻燃性能。
1 试验部分
1.1 材料与试剂
织物 380根/10 cm×300根/10 cm,阻燃涤纶与棉(35/65)混纺斜纹织物[阻燃涤纶短纤中,磷系含量为6 500 mg/kg(上海富尔新纺织阻燃材料有限公司);棉短纤38 mm]
阻燃整理试剂 棉用阻燃剂FPK8002[醚化六羟甲基三聚氰胺树脂(上海赫特化工有限公司提供)],棉用阻燃剂CP(山东巨龙集团提供),棉用阻燃剂VOF-C[鲁道夫(东莞)有限公司]
1.2 阻燃整理工艺
(1)取FPK8002阻燃剂质量浓度、交联剂质量浓度、焙烘温度和焙烘时间为四个因素,分别选取三水平,依据L9(34)表安排试验,因素水平见表1。
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工艺流程 润湿的涤棉混纺织物→浸轧(二浸二轧,轧液率70% )→烘干(90℃)→焙烘→性能测试
(2)在改性涤棉混纺织物的燃烧特性研究中,三种阻燃剂(阻燃剂FPK8002、CP、VOF-C)的整理工艺均采用阻燃剂质量浓度400 g/L、交联剂质量浓度80 g/L、150℃焙烘3 min。
1.3 燃烧性能测试
按GB/T 5455—1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》,采用LCK-08织物阻燃性能测定仪(山东纺织研究院测控设备开发中心),测定试样的垂直燃烧性能。
按GB/T 5454—1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》,采用LCK-09自动氧指数测定仪(山东纺织研究院测控设备开发中心),测试试样极限氧指数(LOI值)。
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