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[摘要]用FK-103磷系阻燃劑及相應(yīng)工藝對(duì)亞麻、黃麻織物進(jìn)行阻燃整理,運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的正交表及方差分析法對(duì)所得結(jié)果進(jìn) 行分析,從而確定亞麻、黃麻織物阻燃整理的最佳工藝參數(shù)。

關(guān)鍵詞:亞麻　黃麻　阻燃整理　方差分析　研究

麻類纖維具有吸濕散濕快、拉力強(qiáng)、光澤好、絕 緣好、耐酸堿、抗腐蝕等特點(diǎn),具有良好的衛(wèi)生保健 性能及透氣、滑爽、粗獷、豪放、紋理自然、色調(diào)柔和、 挺括大方等獨(dú)特風(fēng)格。在國(guó)內(nèi)外,麻制品被廣泛用 于服裝、裝飾和其它領(lǐng)域。目前,發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)麻制品 的需求量日益增加,其中一個(gè)主要用途是做居室的 裝飾,如桌布、沙發(fā)布、墻布、窗簾及床上用品等。從 居室安全防火角度來(lái)看,麻類制品的阻燃整理日趨 重要,倍受紡織工程技術(shù)人員關(guān)注[1]。本文主要探 討亞麻織物、黃麻織物的阻燃整理,從而確定最佳工藝與技術(shù)。

1　阻燃機(jī)理

引起燃燒必須具備可燃物質(zhì)、火源和氧氣3個(gè) 條件,燃燒過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是固相分解轉(zhuǎn)向氣相氧化 的過(guò)程[2]。燃燒循環(huán)如圖1。由圖1可知,可燃物與火源接觸后,首先發(fā)生熱分解(固相分解),產(chǎn)生可燃性氣體,在氧氣的作用下發(fā)生燃燒(氣相氧化),氣相氧化產(chǎn)生大量的熱,這些熱量又作為熱源的補(bǔ)充促進(jìn)固相分解,從而構(gòu)成了燃燒循環(huán)。不難理解,切斷這種循環(huán),抑制固相分解(減少可燃?xì)怏w的產(chǎn)生)或抑制氣相燃燒(削弱可燃性氣體的熱能級(jí)),都可以起到阻燃的效果。亞麻、黃麻纖維屬纖維素纖維范疇,纖維素纖維及木質(zhì)素纖維的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組分對(duì)它們的熱性能影響很大。纖維經(jīng)阻燃整理后,其起始裂解溫度降低了,甚至其裂解終止溫度比未阻燃纖維的起始裂解溫度還要低,而殘?jiān)闹亓繀s增加了,這是阻燃劑的存在改變了裂解機(jī)理所致:經(jīng)阻燃整理的纖維在300℃左右就開(kāi)始脫水炭化,而抑制在340℃以上纖維素的1,4苷鍵斷裂時(shí)生成左旋葡萄糖。因?yàn)?beta;—葡萄糖1,4苷鍵斷裂,其中間產(chǎn)物經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究生成左旋葡萄糖或生成1,6脫水β—D呋喃葡萄糖,生成左旋葡萄糖后則容易生成各種可燃性氣體。

纖維經(jīng)含磷阻燃劑整理后,由于降低了纖維的起始裂解溫度,含磷阻燃劑在較低的溫度下即可分解生成磷酸,隨著溫度的升高變成偏磷酸,繼之縮合成聚偏磷酸,聚偏磷酸是一種強(qiáng)烈的脫水劑,促成纖維素碳化,抑制了可燃性裂解產(chǎn)物的生成,從而起阻燃作用。此外,分解產(chǎn)生的磷酸,又會(huì)形成不揮發(fā)性的保護(hù)層,既能隔絕空氣,又是纖維素燃燒中使碳氧化成一氧化碳的催化劑,因而,減少了二氧化碳的生成。由于碳生成一氧化碳的生成熱(110·4 kJ/mol)小于生成二氧化碳的生成熱(394·6 kJ/mol),這樣有效地抑制了熱量的釋放,阻止纖維素的燃燒。故其阻燃作用主要是發(fā)生在凝固相部分[3]。

2　材料及實(shí)驗(yàn)

2·1　材料和儀器

織物:經(jīng)煮練漂白的亞麻織物,黃麻織物;藥品:阻燃劑,062樹(shù)脂,JFC滲透劑,磷酸,氯化鎂,肥皂;儀器設(shè)備:702-2型電熱鼓風(fēng)箱,恒溫水浴鍋,小軋車,YG815垂直法織物燃燒性能測(cè)試儀,YG065型電子織物強(qiáng)力測(cè)試儀,LLY-01B電腦控制硬挺度儀。

2·2　實(shí)驗(yàn)方法

2·2·1　試樣稱重　

試樣預(yù)先放置在溫度為(21±1)℃,相對(duì)濕度為(65±2)%的室內(nèi)8 h以上,稱出阻燃處理前空白試樣每平方米重(精確到0·1 g)。

2·2·2　永久性阻燃整理工藝

織物→浸軋(軋液率75%~80%)→烘干(105℃、5 min)→焙烘(155℃、4min,160℃、3 min,170℃、1·45 min)→皂洗(皂粉3 g/L、60℃、3 min)→烘干。

2·2·3　阻燃效果測(cè)定　對(duì)所有經(jīng)過(guò)阻燃整理后的織物進(jìn)行測(cè)定,根據(jù)GB5455-97規(guī)定,采用垂直燃燒試驗(yàn)法測(cè)織物防余燃、防陰燃及炭長(zhǎng)(被燒焦的最大長(zhǎng)度),在垂直燃燒試驗(yàn)儀上測(cè)量。

2·3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

亞麻織物的阻燃整理實(shí)驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)法[4]L9(34)正交表,見(jiàn)表2。圖2反映了工藝指標(biāo)隨各影響因素變化的規(guī)律。極差、方差分析見(jiàn)表3。對(duì)阻燃后的亞麻織物進(jìn)行硬挺度及拉伸測(cè)試,并對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行方差分析見(jiàn)表4。黃麻織物采用L4(23)正交表,實(shí)驗(yàn)因素水平、實(shí)驗(yàn)安排及結(jié)果見(jiàn)表5所示,極差與方差分析見(jiàn)表6。對(duì)阻燃后的黃麻織物進(jìn)行硬挺度及拉伸測(cè)試,并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行方差分析,分析結(jié)果見(jiàn)表7。