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紡織品阻燃技術(shù)淺談

來(lái)源:印染在線(xiàn) 發(fā)布時(shí)間:2010年02月01日

隨著人民生活水平的提高和以人為本的安防意識(shí)的增強(qiáng), 紡織品的阻燃性能越來(lái)越受到人們的關(guān)注。我們目前所使用的紡織材料大都屬于易燃性或可燃性材料。紡織品常常是火災(zāi)的最初著火物, 而每年因火災(zāi)造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失不計(jì)其數(shù)。因此如何減少紡織品燃燒危險(xiǎn)性及燃燒時(shí)有毒氣體的釋放,減少人民生命財(cái)產(chǎn)的損失, 已引起全人類(lèi)的關(guān)注和重視。

1 纖維的燃燒過(guò)程纖維燃燒是纖維材料和高溫?zé)嵩唇佑|后 ,吸收熱量而發(fā)生熱解反應(yīng), 反應(yīng)生成大量可燃性氣態(tài)分解產(chǎn)物 ,這些分解物在氧存在的條件下發(fā)生燃燒, 燃燒產(chǎn)生的熱量被纖維吸收后, 又促進(jìn)了纖維的熱解和燃燒, 從而形成循環(huán)燃燒反應(yīng)。

2 阻燃機(jī)理針對(duì)紡織品纖維的燃燒過(guò)程, 可將紡織品的阻燃原理簡(jiǎn)單地歸納為以下幾方面。 2.1 氣相阻燃 由于阻燃劑的作用, 在燃燒過(guò)程中, 通過(guò)熱分解生成一些不燃?xì)怏w, 這些不燃?xì)怏w, 一方面稀釋由高聚物分解而產(chǎn)生的可燃?xì)怏w, 另一方面隔絕了氧氣與燃燒物的接觸。 2.2 固相阻燃 阻燃劑受熱分解后, 迅速生成酸或堿, 使聚合物脫水、碳化, 形成不揮發(fā)的碳層; 或者阻燃劑和聚合物燃燒中形成交聯(lián), 以改變正常的分解機(jī)理和燃燒機(jī)理, 避免進(jìn)一步氧化和燃燒。 2.3 化學(xué)反應(yīng)阻燃 通過(guò)加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)組分及元素, 使它受熱分解成游離基, 中斷燃燒過(guò)程中所發(fā)生的強(qiáng)烈的連鎖反應(yīng),或改變聚合的分解速率, 以降低燃燒體系的能量。

3 阻燃劑目前所用的阻燃劑大多是磷或鹵素的有機(jī)物或有機(jī)物加無(wú)機(jī)物, 個(gè)別的用高分子物, 如環(huán)狀芳香族磷酸酯、羥乙基四溴雙酚 A( 滌綸); 氯化聚丙烯、六溴環(huán)癸烷、乙二酸( 五溴苯) 酯、磷酸三溴苯酯—氯化石蠟、 ——六氯環(huán)戊二烯的二聚物等( 丙綸); 含增效劑的鹵化物體系、有機(jī)磷化物( 錦綸); 氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二銻等( 腈綸) 及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘膠)等。

針對(duì)不同的阻燃機(jī)理, 就產(chǎn)生了不同的阻燃劑。下面簡(jiǎn)單介紹含鹵阻燃劑和有機(jī)磷阻燃劑。 3.1 含鹵阻燃劑 3.1.1 有機(jī)阻燃劑 含鹵有機(jī)阻燃劑的阻燃作用是通過(guò)在一定的高溫下產(chǎn)生比空氣重的鹵化氫, 沉積在燃燒物的外層, 稀釋了周?chē)目諝猓?隔絕新鮮空氣, 使被燃物窒息, 同時(shí)鹵化氫還可以捕捉氫氧自由基, 從而使火焰減少。

通常只采用含溴或含氟的化合物, 由于 C- Cl鍵能比 C- Br 鍵能大的多, 不易產(chǎn)生游離基, 故氯系阻燃劑比溴系阻燃劑的阻燃效果差得多。目前, 氯系阻燃劑多與無(wú)機(jī)阻燃劑協(xié)同使用, 可取得比較好的效果。 含鹵阻燃劑著火時(shí)會(huì)生成鹵酸,可能導(dǎo)致單純由火所不能引起的電路系統(tǒng)開(kāi)關(guān)和其他金屬物件的腐蝕。對(duì)人體呼吸道和其他器官的危害更是嚴(yán)重, 正趨于淘汰。 3.1.2 無(wú)機(jī)阻燃劑 無(wú)機(jī)阻燃劑的主要作用是吸熱, 其主要優(yōu)勢(shì)就是價(jià)格便宜。無(wú)機(jī)阻燃劑的發(fā)展趨勢(shì)是提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品, 一方面向精細(xì)、超精細(xì)顆粒發(fā)展, 另一方面是向改善尺寸分布方面發(fā)展。 3.2 有機(jī)磷阻燃劑 有機(jī)磷阻燃劑的機(jī)理同無(wú)機(jī)磷阻燃機(jī)理相同, 但由于對(duì)織物材料的結(jié)構(gòu)物理性能影響比較小而相對(duì)突出。有機(jī)磷阻燃劑所慣有的諸如流動(dòng)性強(qiáng), 發(fā)煙量大、易于水解和熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)也逐漸得到克服。有機(jī)磷阻燃劑主要包括鹵磷系和非含鹵磷系。 3.2.1 含鹵磷酸酯 由于同時(shí)含有鹵素和磷兩類(lèi)元素, 使阻燃劑在氣相和凝聚相同時(shí)發(fā)揮作用, 阻燃效果非常理想, 含鹵磷酸酯具有揮發(fā)性低、無(wú)色、無(wú)溴、耐水解性等優(yōu)點(diǎn), 但耐熱性差, 需對(duì)其熱穩(wěn)定性進(jìn)行改進(jìn)。 3.2.2 非鹵磷酸酯 由于含鹵磷酸酯化合物所引起的環(huán)境影響, 導(dǎo)致人們的研究方案逐漸向非鹵磷酸酯轉(zhuǎn)移。原有的含鹵有機(jī)物的阻燃領(lǐng)域正在被無(wú)鹵有機(jī)磷化合物所占據(jù)。 無(wú)鹵有機(jī)磷阻燃劑另一個(gè)重要的特點(diǎn)就是磷、氮協(xié)同的應(yīng)用和最好的發(fā)泡成碳系統(tǒng)。綜合來(lái)看, 有機(jī)含鹵阻燃劑是逐漸處于劣勢(shì), 而
應(yīng)用于織物阻燃的非含鹵有機(jī)磷酸酯類(lèi)的性能是比較優(yōu)良的, 處于主導(dǎo)地位。

4 阻燃方法 4.1 阻燃纖維 阻燃纖維的制造方法通??蓺w納為以下三類(lèi)。 4.1.1 共聚法 在成纖高聚物的合成過(guò)程中, 把含有磷、鹵、硫等阻燃元素的化合物作為共聚單體(反應(yīng)型阻燃劑)引入到大分子鏈中, 再把這種阻燃性強(qiáng)的物質(zhì)加到纖維中。 4.1.2 共混法 與共聚法同屬原絲改性, 是將阻燃劑加入紡絲熔體或紡制阻燃纖維的方法。 4.1.3 接枝改性 用放射熱、高能的電子束或化學(xué)引發(fā)劑使纖維(或織物)與乙烯基型的阻燃單體發(fā)生接枝共聚, 是獲得有效而持久的阻燃改性方法。接枝阻燃改性纖維的阻燃性與接枝單體中阻燃元素的種類(lèi)及接枝部位有關(guān), 接枝部位對(duì)阻燃效果的影響次序?yàn)椋?芯部接枝>均勻接枝>表面接枝。 不管哪一種方法都應(yīng)賦予纖維良好的阻燃效果、紡織加工性以及服用性??梢钥闯?, 阻燃纖維主要是針對(duì)化學(xué)纖維而言, 即在化學(xué)纖維( 特別是合成纖維) 制造過(guò)程中使其具有阻燃性能, 阻燃技術(shù)關(guān)鍵是阻燃劑的種類(lèi)及性能。 4.2 阻燃整理 阻燃整理主要是在紡織品的后整理加工過(guò)程中對(duì)織物進(jìn)行表面處理, 從而使織物具有阻燃性能。織物阻燃整理工藝簡(jiǎn)單, 投資少, 見(jiàn)效快, 適合開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。對(duì)織物進(jìn)行阻燃整理, 其加工形式主要有以下幾種。 4.2.1 浸軋焙烘法

該方法是阻燃整理方法中應(yīng)用最多的一種, 工藝流程為: 浸軋→預(yù)烘→焙烘→后處理。 它的浸軋液為阻燃劑溶液, 適用于纖維素纖維織物的阻燃整理。 4.2.2 浸漬烘燥法 工藝流程為: 浸漬→干燥→后處理。 它是將織物放在阻燃液中浸漬一定時(shí)間, 取出烘干即可, 有時(shí)阻燃整理可與染色工藝同浴進(jìn)行。 4.2.3 涂層法 它是將阻燃劑混入樹(shù)脂內(nèi)進(jìn)行加工。根據(jù)機(jī)械設(shè)備的不同分刮刀涂層法, 澆鑄涂層法和壓延涂層法。不同的產(chǎn)品采用不同的加工方
法。 刮刀涂層法: 將混有阻燃劑的漿料用刮刀直接涂布在織物上。阻燃劑大多先做成溶液或乳液后應(yīng)用。 澆鑄涂層法: 將高聚物澆鑄膜加壓附著在織物上。適用于阻燃劑含量高的大型帷幕和土木工程用品。 壓延涂層法: 將高聚物在壓延機(jī)上制成薄膜, 再與織物貼合, 一般采用聚氯乙烯樹(shù)脂、聚偏氯乙烯樹(shù)脂及這類(lèi)樹(shù)脂的共聚物與阻燃劑的混合物, 主要應(yīng)用于工程帳幕的阻燃整理。 4.2.4 有機(jī)溶劑法 用有機(jī)物將阻燃劑溶解, 然后進(jìn)行阻燃整理。它能使整理時(shí)間縮短, 在操作過(guò)程中, 必須注意溶劑的毒性和燃燒性。 4.2.5 噴霧法 凡不能用普通設(shè)備加工的厚幕布、大型地毯等商品, 都可在最后一道工序做噴霧法的阻燃整理。

5 紡織品阻燃的發(fā)展趨勢(shì) 5.1 加強(qiáng)阻燃纖維的開(kāi)發(fā)研究 阻燃纖維在服用紡織品、室內(nèi)裝飾織物、交通運(yùn)輸、防護(hù)及工業(yè)用紡織品方面具有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于阻燃纖維而言, 不僅考慮其阻燃性能, 同時(shí)還應(yīng)兼顧可紡性能和熱濕舒適性能。從環(huán)境保護(hù)、人類(lèi)安全和阻燃效率的角度出發(fā), 開(kāi)發(fā)無(wú)鹵、高效、低煙、低毒的環(huán)境友好型阻燃纖維是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 5.2 加強(qiáng)阻燃紡織品多功能化的研究 目前, 多數(shù)阻燃纖維或織物僅具有阻燃功能, 不能滿(mǎn)足某些部門(mén)的特殊要求, 如阻燃拒水、阻燃拒油、阻燃抗靜電。在冶金、林業(yè)、化工、石油及消防等部門(mén)的阻燃防護(hù)服需求很大, 除了阻燃外, 還需要防水、拒油、抗靜 電等多種功能。因此, 開(kāi)發(fā)阻燃多功能產(chǎn)品勢(shì)在必行。 5.3 開(kāi)發(fā)新型環(huán)保的阻燃劑 阻燃劑科學(xué)是一門(mén)新興的學(xué)科, 但隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展的不斷進(jìn)步, 國(guó)內(nèi)外對(duì)阻燃劑工業(yè)的需要和要求已經(jīng)越來(lái)越高, 今后阻燃劑的發(fā)展大致有以下幾種趨勢(shì)。 開(kāi)發(fā)高效、無(wú)毒、對(duì)材料性能影響小的阻燃劑。從而趨向?qū)Ψ磻?yīng)型阻燃劑的開(kāi)發(fā)以及具有良好的相溶性的添加型阻燃劑的開(kāi)發(fā)。 開(kāi)發(fā)具有協(xié)同效應(yīng)的阻燃劑, 如磷、氮、溴在分子或分子間的結(jié)合。 紡織品的使用是構(gòu)成火災(zāi)威

脅的重要因素之一,而采用阻燃化的方法對(duì)紡織品進(jìn)行處理, 是降低火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要措施。結(jié)合紡織品阻燃要求, 開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)低毒、低煙、性能優(yōu)異的環(huán)保型阻燃織品, 可從根本上預(yù)防紡織品的火災(zāi)威脅, 給人民生命財(cái)產(chǎn)安全提供安全保證。


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