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新型阻燃材料在纺织领域的应用

来源:印染在线 发布时间:2012年05月17日

易燃性纺织品一直以来是引起火灾的主要源头之一,每年都造成很多人员伤亡和财产损失,如何使纺织品燃烧时更环保,并减少有害气体的释放,提高安全性能,降低损失成为人类研究和探讨的问题。阻燃类纺织品作为安全防护类纺织品的重要品种之一,目前已广泛应用于服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域…。因此,本文着重介绍安全防护类阻燃类纺织品的开发和应用,探讨和研究阻燃类纺织品的阻燃机理和各种新型阻燃材料的性能特征。
 

1 阻燃机理
 

1.1 阻燃机理
 

最近的研究表明纤维材料的燃烧需要具备四个因素:燃料、热源、氧气和链反应。通常织物的燃烧又包括热分解、热引燃(自燃)和热点燃(燃烧传播) 三个阶段,针对四要素在不同的燃烧阶段,分别采取与之相应的阻燃方式,由此采取的各种阻燃措施,就形成了中断相阻燃机理及其他各种阻燃机理 。

阻燃方法和阻燃材料的开发与使用有着密切的联系,不同类型的阻燃材料对应于不同的阻燃机理,阻燃纤维材料的阻燃机理的共性是使纤维制品经阻燃改性或处理之后,增加燃烧难度,提高其极限氧指数,使织物燃烧不容易达到临界条件从而实现阻燃的效果 J。
 

常见的合成纤维阻燃处理方法是把某种阻燃剂共混后加入合成纤维的纺丝原液中(如涤纶、锦纶、腈纶),在燃烧期间,使其中的游离基团被抑制;或者使纤维热分解的过程被改变,促使其发生脱水炭化;另一种方法是使阻燃剂发生分解,产生一定量的不燃气体覆盖纤维表面,以此来达到隔绝空气实现阻燃 。
 

1.2阻燃整理方式
 

1.2.1 成纤高聚物的热稳定性能的优化
 

(1)将芳环或芳杂环引入成纤高聚物的大分子链中,使大分子链的密集度提高,从而使分子链的内聚力和刚性得到提升,并采用湿法纺丝的方法将具有高热稳定性能的高聚物纺成纤维。
 

(2)纤维结构中的线形大分子链间发生交联反应会形成三维交联结构,通过这种交联反应阻止纤维结构中的碳链断裂,从而使制备的纤维具有不收缩,不熔融等阻燃的特性。
 

(3)纤维放置在200~300 oC的空气氧化炉内,经过一定的时间的高温炭化处理,从而得到具备阻燃性能的纤维-o 。
 

1.2.2 原丝的阻燃改性
 

(1)物理共混法:在纺丝熔体中添加阻燃剂或具有阻燃性能的成纤高聚物进行物理共混,是一种原丝改性的方法。
 

(2)化学共聚法:在制备成纤高聚物的过程中,将含有磷、卤素等阻燃元素的化合物作为共聚的单体添加到大分子链上,利用磷、卤等元素的阻燃特性使纤维的阻燃性能得到优化。
 

(3)接枝改性法:让乙烯基型的阻燃单体与放射热、化学引发剂或高能的电子束使纤维(或织物)发生接枝共聚反应,这种改善纤维阻燃性能的方法持久且有效。经过接枝阻燃改性后的纤维,其阻燃性能与接枝单体所含阻燃元素的类别以及其接枝的部位密切相关,如不同接枝部位的阻燃改善效果依次为:表面接枝<均匀接枝<芯部接枝 J。
 

2 阻燃剂整理应用
 

2.1棉类织物的阻燃整理
 

国内棉织物阻燃整理的应用已经得到快速广泛的发展,并且此类技术目前也已较为成熟,阻燃剂的开发和使用不仅基本上能够自给,也早已达到工业化生产的水平。
 

表1原棉阻燃整理后的阻燃性能

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