锥形量热仪法在涤棉织物阻燃整理中的应用-纺织技术中心

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锥形量热仪法在涤棉织物阻燃整理中的应用

来源：印染在线　发布时间：2012年04月17日

由图1可见,整理前后的织物,其HRR-t曲线均具有初始平坦阶段-放热-后平坦阶段的特征。在初始平坦阶段,试样开始接受热辐射,涤棉混纺织物吸收热量用于蒸发纤维自身含有的水分,并达到涤纶的玻璃化温度,然后开始缓慢热分解并释放可燃性气体。此时几乎无热量释放,热释放速率较低。随着温度的升高,纤维进行激烈的热分解反应,产生大量的热解产物,织物剧烈燃烧并释放大量热量,从而出现最大值(放热峰的峰值)。该阶段是纤维燃烧的主要阶段,燃烧最为剧烈,在火灾中造成的损失最大。在后平坦阶段,随着可燃物的燃烧,可燃物总量逐步减少,纤维分解完毕,故热释放速率相对低于有焰燃烧阶段,但高于前期无焰热解阶段。

由图1和图2可知,经过三种氮磷类阻燃剂处理后,涤棉混纺织物的热释放速率、热释速率峰值及总热释放量均显著降低。这是由于织物经过含氮有机磷酸酯化合物处理后,阻燃剂在燃烧过程中通过固相的成炭和质量保留机理以及部分气相阻燃机理,降低了材料的热释放速率,从而降低燃烧织物对环境火灾温度及火灾传播的影响。VOC-F和CP整理后织物的热释放速率峰值及总热释放量略低于FPK8002整理后织物。这可能是由三种阻燃剂中氮磷含量差异所致。

2. 2. 2　烟释放性能

织物在燃烧过程中,未能充分燃烧的组分以烟雾的形式释放,锥形量热仪采用氦-氖激光束来测定消光系数,获得燃烧过程中动态烟释放速率(RSR)和总烟释放量(TSR),结果见图3和图4(其测试主要为不透光烟的测量)。

图3显示,RSR-t曲线存在峰值。这是因为随着辐射时间的持续,纤维缓慢分解释放出来的气态挥发物逐渐逸出,且浓度越来越大,直到气相中可燃物浓度达到临界燃烧浓度,样品瞬间被点燃,烟释放速率显著提高,直至达到峰值。随后,由于有焰燃烧后烟气中可燃挥发性小分子得以燃烧,主要转变为透光产物二氧化碳以及部分不完全燃烧产物一氧化碳,不透光烟释放速率降低。

图3和图4表明,经过阻燃整理后,织物的热释放速率(RSR)峰值及总烟释放量(TSR)均高于原布。这是由于阻燃处理降低了纤维热解过程中可燃气体的相对释放量(难燃或不燃性气体释放量相对增加),造成挥发性可燃物发生不完全燃烧或来不及燃烧而随着热气流逸出,表现出较大的烟雾释放速率;而未阻燃处理纤维素燃烧相对完全,主要生成对可见光吸收较小的二氧化碳气体,烟释放速率相对较低。

2. 2. 3　烟毒性释放性能

涤棉混纺织物在热辐射作用下热解燃烧,其中碳元素完全氧化可生成CO2,不完全氧化则生成有毒的CO,甚至产生其它有害有机物。测试织物整理前后燃烧生成CO和CO2的情况,以探讨阻燃剂的影响,结果见图5和图6。