雾，对人体是十分有害的，以至危及人的生命。熔融物一旦粘着人体皮肤就会造成浓度烧伤，是火灾中致人死命的主要原因之一。热分解过程中游离基链式反应是重要一环，所以要求阻燃剂能抑制游离基的形成，阻断链式反应，这便可以阻止有害气体和烟雾的生成。经过阻燃整理后的涤纶纤维织物，可以由原来的易燃性材料变成阻燃或难燃性材料，并且经过多次洗涤后，仍具有阻燃性[6]。

PES熔点与外部着火温度相差很大，可被视作不燃性纤维。如果这种纤维靠近火焰，会发生收缩，远离火焰温度最高区域，即纤维熔融并形成液滴，直到温度降到熔点以下。所以这种纤维实际上不会着火燃烧。但是,如果融化和形成熔融液滴的过程被延缓或阻止，比如存在纺织助剂和染料，这种纤维也会着火燃烧。譬如在涤和棉混纺织物中，棉在燃烧过程中起“支架”的作用，阻止熔融液滴的形成[7]。因此，对于涤纶织物的阻燃整理可从消除尽可能存在的“支架”，如使所用助剂也能随涤纶一起熔融形成液滴从而脱离火源方面考虑（这就要求我们对涤纶织物染色后整理助剂进行慎重选择）。另外也可以从前面阐述的阻燃原理入手，选用特殊的阻燃剂，如用AflammitPE或AflammitPEconc或ATF作阻燃剂，使阻燃剂存在于纤维内部，遇热产生不燃性气体或熔化形成覆盖层或本身具有高的熔点能大量吸收热量亦或能释放出可捕获高能自由基的基团等。

1.2涤纶织物的阻燃剂

1.2.1暂时性阻燃整理

涤纶织物的暂时性阻燃整理应用不多。使用的主要是磷化合物阻燃剂，在多用于帘幕和车辆内有关织物。所应用的阻燃剂有：磷酸铵系、氨基甲酸酯、硫酸盐缩合物、聚氨基甲酸磷酸酯、氨基甲酰基磷酸酯缩合物等。阻燃剂为织物的0～15%时可获得良好的阻燃效果。工艺一般为轧—烘—焙法。

有致癌性而停产后，国内外已开发出新的涤纶阻燃剂，应用较多的有以下几种。

（1）环状磷酸酯齐聚物：此类阻燃剂有美国Mobil公司的Antiblaze19/19T。我国有常州的FRC-I。该阻燃剂效果好，毒性低，色变小，具有良好的热稳定性、低挥发性、优良的耐久性和相容性，尤其适用于聚酯织物的耐久性阻燃处理[8]。通过轧—烘—焙工艺，阻燃剂渗入涤纶内部并固着，耐洗牢度高。

（2）六溴环十二烷（HBCD）：此类阻燃剂有美国Greatlakes公司的CD75，日本日华公司的NikkafinonCG-1。我国北京及浙江有该产品生产。六溴环十二烷属脂环烃，外观为白色粉末，溴含量76%。六溴环十二烷溴含量高，受热后较易分解出溴化氢，因此用量少，阻燃效果好。如与协效剂二异丙苯齐聚物及三氧化二锑合用，阻燃效果可大大增强。用作涤纶织物的阻燃整理剂，应将六溴环十二烷与协效剂、分散剂、稳定剂等混用，加一定比例的水于胶体磨中研磨，制得相对稳定的分散体系，再以轧烘焙或高温高压法对织物进行整理[9]。可用染浴拼用法或浸轧、焙烘法制备耐久阻燃涤纶。实践证明，染浴拼用法更具优越性。该阻燃剂与分散染料及染色助剂之间互不干挠，可用同浴染色，织物理化指标与未阻燃的织物相近。

（3）十溴二苯醚（DBDPO）：此类产品有美国White公司的CalibanF/RP-44和F/RP-53。我国天津、上海及江苏有同类产品生产。外观为淡黄色粉末，溴含量83%，熔点304℃。可以作为合成纤维的添加型阻燃剂，也可与三氧化二锑复合用于涤纶织物的阻燃整理。整理剂制备时，按一定比例将十溴二苯醚和三氧化二锑混合，加入适量分散剂、稳定剂等，加水置于胶体磨中研磨至粒径15～20μｍ。整理时要加黏合剂以提高耐洗性。整理后对织物手感有一定影响，且织物表面有“白霜”现象[4]。该阻燃剂配以粘合剂用轧—烘—焙法处理织物，视使用粘合剂的粘接牢度，可制备成半耐

久及耐久性阻燃织物[10]。

1.2.3阻燃剂ATF

阻燃剂ATF，外观为浅棕色浆状物，密度117g/cm3(20℃),pH值为7，无毒，无味，不燃，不爆，为非危险品。属于含溴有机化合物，是一种适用于各种涤纶产品的耐洗型阻燃剂，使用方便，可采用染色阻燃整理同浴进行，不需要增加设备和操作工人，特别适合于没有焙烘条件的生产厂，深受广大用户的欢迎。ATF阻燃效果耐久，限氧化指数（LOI）可高达40%以上，阻燃效果耐洗次数达50次以上，阻燃加工过程中不产生任何刺激性气味，整理后的织物色泽好，不减低织物的强度和手感。

当涤纶织物用ATF整理时，小分子的阻燃剂进入涤纶纤维内部。ATF分解释放的低能自由基Br等，有效地在火焰中捕获高能自由基（R、H和HO等），从而阻止涤纶燃烧。同时ATF使涤纶热解机理发生变化，减少可燃性气体的生成[3]。

1.3涤纶织物的阻燃整理

1.3.1纯涤纶的阻燃方法

（1）在聚合过程中进行改性，即在聚合阶段将阻燃剂与聚合物单体共聚，或在高分子链上引入难燃基团进行接技改性。

（2）在纺丝过程中进行改性，即在纺丝成型之前，将一定量的阻燃剂加到聚合物中，经混合加工使阻燃剂均匀地分散在聚合物熔体中。

（3）在后整理过程中进行改性，即采用浸轧、焙烘、高温高压浸渍、涂层等方法，使阻燃剂固着在纤维或织物上，从而获得阻燃效果[3]。

1.3.2涤纶织物的阻燃整理

涤纶织物阻燃整理是通过吸附、沉积、渗透等作用，使阻燃剂与织物或纤维结合起来。下面介绍几种阻燃剂的整理工艺。

（1）阻燃剂ATF的整理工艺

1、高温高压（染色阻燃一浴法）

工艺配方：分散染料（o.w.f）x%

阻燃剂ATF（o.w.f）10%～20%

工艺流程：坏布→皂洗→染色阻燃整理，升温到130℃，保温40～60min→水洗→烘干→定形（185～190℃，30～45ｓ）。

2、热熔法

工艺配方：阻燃剂ATF150～300g/L

渗透剂1g/L

工艺流程：

二浸二轧（带液率60%～70%）→预烘→烘干→焙烘（200～205℃，2min）→水洗→烘干。

（2）阻燃剂AflammitPE或AflammitPEconc的整理工艺

用AflammitPE或AflammitPEconc.作阻燃剂,对聚酯纤维进行热熔耐久阻燃整理。为了让热熔处理过程中阻燃剂进入纤维内部,首先必须“打开”聚酯纤维结构。所以热溶处理温度必须高于原来的热定型温度。一般地说,在190℃～210℃纤维的孔隙可以打开。聚酯织物在AflammitPE或AflammitPE溶液中浸轧,100℃～130℃烘干,随后190℃～210℃热熔处理30s～40s。在190℃～210℃时,纤维结构微隙打开,阻燃剂迁移进纤维内部,随着处理温度降低,纤维微隙结构又关闭,阻燃剂就被包围在纤维内部。最后,在冷水中短暂冲洗被整理的织物,去除乳化剂,避免影响深色织物的摩擦牢度[11]。

费迅速增长。由于纺织品着火或因纺织品不阻燃而蔓延引起的火灾，也呈上升趋势，在火灾事故中人员严重烧伤甚至难以逃生的事情时有发生。一些发达国家早已对纺织品的阻燃制定了较系统的法规，我国也相继推出了不少阻燃规定和防火规范，如1988年我国颁布了阻燃防护服国家标准，1998年颁布实施了5消防法6；根据国家工程建筑消防技术标准的规定，公共场所的室内装修、装饰应当使用不燃或难燃材料；一些部委也先后颁布了相应的规定。阻燃防护材料的应用有了法律保证。

纺织品的用途很广，其应用领域已从服装面料扩展到建筑内装饰以及飞机、汽车、轮船和工业用布等领域，因此在火灾易发生处采用阻燃织物已越来越引起人们的重视。涤纶阻燃纺织品将以其独特的优点,使其应用前景看好。

随着我国阻燃法规不断健全,加大阻燃纤维纺织产品开发力度,生产永久阻燃性织物,将会成为我国纺织品市场上的一个新热点，阻燃新品将会不断开发,阻燃纺织品的市场拓展一定会越趋宽广。

2实验部分

2.1实验仪器

名称厂商

烘箱广东精湛染整设备厂

小样定型机广东佛山宏信机械设备厂

均匀轧车广东精湛染整设备厂

差热分析仪上海精密仪器有限公司

高温高压油浴小样机广东精湛染整设备厂

电子天平上海精密科天平有限公司

织物垂直燃烧测试仪宁波纺织仪器有限公司

DATAFLASH100电脑测配色仪美国DATACOLOR公司

布→室温二浸二轧（染液）→预烘(100℃×2min)→焙烘（220℃×2’）→还原清洗→水洗→烘干→室温二浸二扎（整理液）→预烘(100℃×2min)→焙烘→皂洗→水洗→烘干

2.3.2染色和阻燃整理热溶一步法

实验处方：

宝隆分散黄(o.w.f.)2.0g/L

阻燃剂DM-3088xg/L

尿素2g/L

渗透剂JFC1g/L

工艺流程：漂白布→室温二浸二扎（染料和阻燃剂的混合液）→预烘(100℃×2min)→焙烘→皂洗→水洗→烘干

2.3.3高温高压法染色整理二浴法

染色处方：

宝隆分散红(o.w.f.)0.2%

尿素2g/L

pH(磷酸二氢铵和醋酸调pH)4～5

浴比1:50

整理处方：

阻燃剂DM-3088(o.w.f.)y%

浴比1:50

工艺流程：漂白布→染色（120℃×30min）→皂洗(40℃×15min)→水洗→烘干→阻燃整理→120℃×30min→皂洗(40℃×15min)→水洗→烘干。

2.3.4染色和阻燃整理高温高压一浴法

实验处方：

宝隆分散黄(o.w.f.)0.2%

阻燃剂DM-3088(o.w.f.)x%

尿素2g/L

pH(磷酸二氢铵和醋酸调pH)4～5

浴比1:50

工艺流程：漂白布→染色、阻燃同浴整理→皂洗(40℃×15min)→水洗→烘干。

2.4测试方法

2.4.1K/S值

采用SCT测配色系统（datacolor），对染色样折4层在大孔下，采用D65光源/10o，测定400-700nm波长范围内反射率R与波长的关系曲线。通过计算机得出K/S。表面深度K/S值[16]：根据库贝耳卡"蒙克（KubelkaMunk）函数式计算K/S值，即：K/S=(1-R)2/2R，K=光吸收系数S=光散射系数R=反射率。

2.4.2垂着燃烧法

采用GB/T8746-1988方法，用YG815B织物阻燃性能测试仪测试织物的阻燃效果。B1级：炭长≤12cm，续燃时间≤5s，阴燃时间≤5s；B2级：炭长≤20

cm，续燃时间≤10s，阴燃时间≤10s。

阻燃剂用量对织物的颜色深度K/S值影响不大，而在一步法时，织物的颜色深度K/S值变化规律是随着阻燃剂用量的增加，已染色织物的颜色深度会逐渐下降，可能是阻燃剂与染料同时对纤维都发生了较强的吸附，二者对纤维上的无定形区存在类似竞染的作用，影响了染料的上染固色率。

从上面的分析得到，阻燃剂用量在250g/L-300g/L，不论是染色还是未染色，二步法还是一步法，织物阻燃性能都能达到国家B1标准。

3.1.2温度

表3不同的焙烘温度对织物阻燃性能的影响

阻燃剂浓度250g/L250g/L250g/L

焙烘温度170℃185℃200℃

焙烘时间/min1min1min1min

余燃时间/s3.2s3.7s4.5s

阴燃时间/s0.1s0.1s0.2s

碳长/cm7.8cm7.7cm8.8cm

.2.1阻燃剂用量

表5阻燃剂用量对未染色织物阻燃性能的影响

实验方法一浴法

阻燃剂浓度%103040

油浴温度/℃120℃120℃120℃

油浴时间/min30min30min30min

余燃时间/s3.2s1.2s1.3s

阴燃时间/s0.2s0.3s0.1s

损毁长度/cm7.5cm6.3cm6.2cm表6阻燃剂用量对染色织物阻燃性能的影响

实验方法二浴法一浴法

染液浓度/%2.02.02.02.02.02.0

阻燃剂浓度%103040103040

余燃时间/s3.73.21.34.84.01.1

阴燃时间/s0.20.10.10.10.20.1

损毁长度/cm8.25.82.69.57.22.0

K/S2.3271.9851.9132.5461.5841.350

表5、6中的数据表明，随着阻燃剂用量的增加，织物的余燃时间逐渐降低。这也就说明织物的阻燃性能随着阻燃剂用量的增加而加强。说明织物的阻燃性能随着阻燃剂用量的增加而加强，阻燃剂固着在纤维上后，纤维改变了软化、熔融，裂解的过程和速度，使燃烧性能发生明显变化。此外，表中还反映了涤纶织物的阴燃时间几乎没有，这是由涤纶纤维燃烧时易熔滴的性质所致。

表6中还显示，不同的工艺的情况下，二浴法得到的织物的阻燃性能较一浴法的好，同时，随着阻燃剂用量的逐渐增加，织物的K/S值逐渐下降，同浴法中的颜色深度变化较大，表明在高温高压同浴下，溶液中染料与阻燃剂发生相互作用形成某种结合，影响染料的上染量；二者也会竞相争夺纤维上的染座，导致阻燃剂用量增大时，染色深度逐渐变小。

3.2.2温度

表7温度对织物阻燃性能的影响

实验方法一浴法

阻燃剂浓度30%30%30%

油浴温度100℃120℃140℃

油浴时间/min1min1min1min

阴燃时间/s0.3s0.1s0.1s

损毁长度/cm5.7cm4.2cm4.1cm

从表7中可以看到当温度在100℃时织物阴燃时间大于120℃和140℃

时的阴燃时间，而损毁长度大于后二者的损毁长度，而140℃较120℃下织物阻燃性变化不大，因此温度宜在120℃左右。这是由于涤纶纤维的超分子结构所决定的，120℃以上时，大分子链活动加剧，促使无定区中的空穴加大，结晶区紧密程度也变小，阻燃剂分子才较大地被吸附于纤维内部。

50g/L）

从图2中可以看到，随着阻燃剂的用量增大时，涤纶织物三个样品的的热性能比较如下：（1）三者在250℃附近出现较强的吸热峰，但150g/L的样品，较其它二个出峰的温度较高，高于250℃，其它二样于250℃以下；（2）150g/L的样有明显的熔融熔峰（280℃），经过熔融后才裂解，而其它二样没有明显的溶融过程直接裂解。这种现象说明了阻燃剂的加入，使纤维的受热、融熔、裂解过程得到了改变。阻燃剂在受热时，首先吸热在250℃附近分解释放出小分子带走了纤维上的部分热量，使纤维的熔融温度提高，甚至消失，直接裂解成炭，阻止了燃烧继续进行。

4结论

（1）织物的阻燃性能随着阻燃剂用量的增加而加强，阻燃剂固着在纤维上后，纤维改变了软化、熔融，裂解的过程和速度，使燃烧性能发生明显变化。此外，涤纶织物的阴燃时间几乎没有，这是由涤纶纤维燃烧时易熔滴的性质所致。

（2）在热熔法中选择185℃这一温度是最佳的。因此，焙烘温度宜选用185℃左右，相应的焙烘时间宜选用60s左右。

（3）二浴法得到的织物的阻燃性能较一浴法的好，同时，随着阻燃剂用量的逐渐增加，织物的K/S值逐渐下降，同浴法中的颜色深度变化较大，表明在高温高压同浴下，溶液中染料与阻燃剂发生相互作用形成某种结合，影响染料的上染量；二者也会竞相争夺纤维上的染座，导致阻燃剂用量增大时，染色深度逐渐变小。