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[1-4],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[5]。
本项目采用机磷酸钛(PVA-P-Ti)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。
1 试验
1.1 材料、试剂和仪器
织物 18.2 tex×18. 2 tex, 220根/10 cm×140根/10 cm涤棉混纺机织物(四川川棉厂)
试剂 阻燃剂PVA-P-Ti(自制),磷酸、氨水、尿素、无水碳酸钠(分析纯,成都科龙化工试剂厂)
仪器 XZT-100氧指数测定仪,CZF-2型垂直燃烧仪, STA 449 C Jupiter(同步热分析仪(德国耐驰仪器制造), 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
1.2 阻燃整理工艺
工艺处方
阻燃剂PVA-P-Ti/(g/L) 100~400
尿素/(g/L) 50~100
pH值4~10
渗透剂JFC/% 5%
工艺流程 织物浸轧整理液(二浸二轧,轧液率70% ~80% )→预烘(90℃, 5 min)→焙烘(165℃,
3 min)→皂洗→水洗→烘干
1.3 性能测试
1. 3. 1 磷含量
采用钒钼酸铵比色法(GB/T 6437—2002)测定布样中总磷含量P。
1. 3. 2 阻燃性能
用XZT-100氧指数测定仪按照GB/T 5454—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/T 5455—1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》对织物进行垂直燃烧测试。
1. 3. 3 热性能(TG-DSC)
用同步热分析仪对织物进行热性能测试,氮气流速45 mL/min,称取5~7 mg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。
1. 3. 4 白度测试
将布样折叠4层,剪成4个直径为6 cm的圆布片,用白度实物标准(GSBA 67001 )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。
1. 3. 5 纤维截面组织
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SONY DSC-W300数码相机拍照。
1. 3. 6 力学性能
用HD026N型电子织物强力机按照GB/T 3923—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。
1. 3. 7 耐水洗性
参照AATCC 124—1996《重复家庭洗涤后织物的外观》测定阻燃织物的耐水洗性。
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