纺织品的阻燃整理原理及其性能测试方法探讨

纺织品阻燃整理技术的应用及发展(doc 10页)

浅析纺织品阻燃整理技术的应用及发展孙文华（河南省濮阳市中原油田消防支队，濮阳457001）提要：阻燃理论的研究是整个阻燃技术的基础，目前国内研究人员已开始重视。一方面要研究各类纤维、织物的燃烧理论，还要研究阻燃剂在纤维上的阻燃机理。随着测试技术手段的发展，这方面的工作已成为可能。燃烧及阻燃理论研究可为寻找新型阻燃剂、确定阻燃方法、提高阻燃水平提供理论依据，具有重要的现实意义。关键词：阻燃机理阻燃整理技术发展近年来，世界各国因纺织品引起的火灾不断增加。我国这十几年来，平均每年发生的火灾次数为３—４万起，死亡人数２—３千人，火灾损失折款2—3亿人民币。1985年，哈尔滨天鹅饭店大火死亡十人，受伤七人，直接经济损失24.9万元；1994年，克拉玛依大火，死伤300多人，都是因纺织品燃烧引起的。阻燃纤维的研究开发——我国阻燃纤维的研究开发起步于70年代；80年代至今，上海、吉林、山东、广东、天津、四川、北京、江苏等省市的一些科研单位、院校及工厂相继对阻燃纤维进行了小试研究，涤纶和丙纶已形成批量生产能力，但总体说来，阻燃纤维产品仍处在研究和试阶段。

一、织物阻燃剂目前所用的阻燃剂大多是磷、卤素的有机物或有机物加无机物，个别的用高分子物，如环状芳香族磷酸酯、羟乙基四溴双酚A(涤纶)；氯化聚两烯、六溴环癸烷、乙二酸(五溴苯)酯、磷酸三溴苯酯－氯化石蜡、六氯环戊二烯的二聚物等(丙纶)；含增效剂的卤化物体系、有机磷化物(锦纶)；氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二锑等(腈纶)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘胶)等。 1、阻燃机理：阻燃剂与燃烧有着密切的关系。最新的观点认为燃烧应有四要素――燃料、热源、氧、链反应。而通常织物燃烧又分为三个阶段，即热分解、热引燃（自燃）、热点燃（燃烧传播），对不同的燃烧阶段的四要素彩相应的阻燃剂加以抵制，就形成了各种各样的阻燃机理及中断相阻燃机理。对于不同的阻燃机理就产生出不同类型的阻燃剂。而不论何种阻燃剂它的阻燃机理总要设法使织物纤维制品经阻燃处理之后，可能提高其氧指数才是目的。换言之，就是使织物燃烧的临界条件不易达到而实现阻燃的效果。其中，氧指数是一个重要的参数，显然，氧指数越高，阻燃效果越好。通常，氧指数不应小于28，天津消防科研所已经研制出氧指数达到90的阻燃剂。 2、阻燃剂的分类：

阻燃纺织品的阻燃测试标准和方法

纺织品燃烧性能技术法规、标准和测试方法 1 概述所有的天然纤维素或再生纤维素纤维织物以及部分经整理或未经整理的其他天然或合成纤维织物都是可燃的，这些织物在接触明火源时，容易引起燃烧，由于其易燃性以及火焰的蔓延性等因素，致使一些可燃织物在制成服装供消费者使用时，会危及到消费者的安全。鉴于以上原因，为保障财产和人身安全，避免或减少火灾造成的伤害和损失，各国针对织物及其制品的易燃性能制定了一系列法规和相关检测方法。欧美、日本等国很早就对一系列纺织产品的燃烧性能进行了立法，包括服装用织物、睡衣、儿童睡衣、地毯、床垫、窗帘等，要求须经燃烧试验合格才能生产和使用；美国消费者产品安全委员会(CPSC)还立法规定凡在高层建筑、航空、海运、医院疗养院、群众集会场所及易燃工作区等使用的纺织品必须经耐燃测试合格。本文主要介绍美国、加拿大、日本、欧洲及中国相应的技术法规、标准和主要测试方法。 2 纺织品燃烧性能技术法规与标准 2.1 美国美国早在1953年就通过了《易燃织物法案》(FFA)，在1954年和1967年又进行了修订，并由美国消费者产品安全委员会(CPSC)强制执行(表1)。表1

2.2 的加拿大加拿大关于纺织阻燃性能的规定包含在危险品法规和条例当中，由加拿大卫生部负责派检查员强制执行(表2)。表2

2.3 中国(表3)表3

3 主要测试方法 3.1 概述阻燃性能测试方法有多种，各国几乎都有自己的国家标准，不同种类织物有不同的测试

方法，有些织物也可以用不同的测试方法来评价其阻燃性能。传统上，按照织物试样放置的不同可分为垂直法、45°倾斜法、水平法。本文介绍最常用的几种测试方法：垂直法、45°倾斜法、水平法和限氧指数法。 3.2 垂直法 3.2.1 原理该种测试方法规定试样垂直放置(试样的长度方向与水平线垂直)，燃烧源在试样的下方引燃试样，测量试样的最小点燃时间、续燃时间、阻燃时间、火焰蔓延速度、碳化长度(损毁长度)、碳化面积(损毁面积)等与阻燃性能有关的指标，并据此来评定样品的阻燃性能级别或是否合格。 3.2.2 主要测试标准(表4) 表4 3.3 45°倾斜法 3.3.1 原理该种测试方法规定试样45°倾斜放置(试样的长度方向与水平线成45°角)，燃烧源在试样下方的上表面或下表面引燃试样(有的方法规定为上表面，有的方法则规定为下表面)，测量试样向上燃烧一定距离所需的时间、或测量试样燃烧后的续燃和阻燃时间、火焰蔓延速度、碳化长度(损毁长度)、碳化面积(损毁面积)或测量试样燃烧至试样下端一定距离处需要接触

纺织品阻燃整理技术的应用与发展

纺织品阻燃整理技术的应用及发展-----------------------作者：

-----------------------日期：

目前所用的阻燃剂大多是磷、卤素的有机物或有机物加无机物，个别的用高分子物，如环状芳香族磷酸酯、羟乙基四溴双酚A(涤纶)；氯化聚两烯、六溴环癸烷、乙二酸(五溴苯)酯、磷酸三溴苯酯－氯化石蜡、六氯环戊二烯的二聚物等(丙纶)；含增效剂的卤化物体系、有机磷化物(锦纶)；氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二锑等(腈纶)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘胶)等。 1、阻燃机理：阻燃剂与燃烧有着密切的关系。最新的观点认为燃烧应有四要素――燃料、热源、氧、链反应。而通常织物燃烧又分为三个阶段，即热分解、热引燃（自燃）、热点燃（燃烧传播），对不同的燃烧阶段的四要素彩相应的阻燃剂加以抵制，就形成了各种各样的阻燃机理及中断相阻燃机理。对于不同的阻燃机理就产生出不同类型的阻燃剂。而不论何种阻燃剂它的阻燃机理总要设法使织物纤维制品经阻燃处理之后，可能提高其氧指数才是目的。换言之，就是使织物燃烧的临界条件不易达到而实现阻燃的效果。其中，氧指数是一个重要的参数，显然，氧指数越高，阻燃效果越好。通常，氧指数不应小于28，天津消防科研所已经研制出氧指数达到90的阻燃剂。 2、阻燃剂的分类：针对不同的阻燃机理，就产生了不同的阻燃剂。如无机阻燃剂主

各国不同防火阻燃性纺织品的评价标准

各国不同防火阻燃性纺织品的评价标准 1

各国不同的防火阻燃性纺织品的评价标准绝大部分的纺织材料是可燃的,即使经过阻燃技术处理也难以阻止纤维在火焰中燃烧。但经过阻燃处理的纺织品会不同程度地降低燃烧速度或离开火源后能够迅速停止燃烧,因此阻燃是一个相正确概念。在人们日常生活中,各种火险隐患无所不在。为了减少由于纺织品易燃引起的火灾事故,减少由此造成的对人生命和财产安全的危害,纺织品燃烧性能的测试受到了世界各国的高度关注。针对纺织品的不同用途,世界各国制定的阻燃法规也已由飞机内饰纺织材料、地毯和建筑装潢材料逐渐扩大到睡衣、家具沙发套、床垫和室内装饰物等。英国、美国、日本等国家还以法律形式规定:妇女、儿童、老年人、残疾人的服装以及睡衣必须是具有阻燃功能的,且须在产品上标明。中国在这方面的立法和标准化工作也在不断加大力度。 3

评判标准评判织物的阻燃性能一般采用两种标准:一是从织物的燃烧速率来进行评判。即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间,然后移去火焰,测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间,以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短,被损毁的程度越低,则表示面料的阻燃性能越好;反之,则表示面料的阻燃性能不佳。另一种是经过测定样品的氧指数(也称极限氧指数)来进行评判。面料燃烧都需要氧气,氧指数LOI是样品燃烧所需氧气量的表述,故经过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能。氧指数越高则说明维持燃烧所需的氧气浓度越高,即表示越难燃烧。该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持烛状燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示。从理论上讲,纺织材料的氧指数只要大于21%(自然界空气中氧气的体积浓度),其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小,一般将纺织品分为易燃(LOI<20%)、可燃(LOI＝20%～26%)、难燃(LOI＝26%～34%)和不燃(LOI>35%)四个等级。事实上,几乎所有常规纺织材料(纤维)都属易燃或可燃的范围。 4

各国纺织面料的阻燃标准汇总

各国纺织面料的阻燃标准汇总美国面料阻燃标准： 1. CA-117在美国是一种广泛使用的一次性防火标准,并不要求经过水后测试,适用多数出口美国的纺织品。 2. CS-191是美国通用的防护服防火标准,强调长期防火性能和穿着舒适性。加工工艺通常是两步合成法或多步合成法,有较高的技术含量和利润附加值。 3. NFPA-701、703是美国消防协会公布的一项防火标准,适用于公共场所的窗帘等不要求耐水的悬挂织物。测试中同时要求吸附干量、手感等理化指标。 4. TB-603全称BHFTI CTB-603 2005年01月01日起在全美实施。主要用于床垫、床褥等床具用品。测试方法为:完整的一张床垫(床褥)用大室燃烧法测试放热数值。 5. NFPA261.94适用于家具覆盖强物,包括沙发等。 6. FAR25-83飞机内装饰织物所要求的防火标准。英国面料阻燃标准： 1. BS7177(BS5807)适用于英国公共场所的家具及床垫等织物。特别要求防火性能,测试方式严格。火种分为0~7级八个火源,分别对应于低度、中度、高度和极高度危险四个防火等级。 2. BS7175适用于酒店宾馆、娱乐场所及其他人员密集场所的永久性防火标准。测试要求通过Schedule 4 Part 1及Schedule 5 Part 1两种或更多的测试火种。

3. BS7176适用于家具覆盖织物,要求防火和耐水洗,测试时要求织物和填充物同时达Schedule 4 Part 1、Schedule 5 Part 1和烟密度、毒性等测试指标。是比BS7175(BS5852)更为严格的一项衬垫座椅防火标准。 4. BS5452适用于英国公共场所及所有进口家具中的床单及枕头类纺织品,要求经过50次水洗或干洗后仍然能够有效防火。 5.BS5438系列:英国BS5722儿童睡衣;英国BS5815.3床上用品;英国BS6249.1B窗帘。德国面料阻燃标准: 1. DIN-4102(DIN66084)装饰织物防火标准; 2. DIN23320及DIN54336-80(DIN66083)防护服防火标准; 日本面料阻燃标准: 1. JISL1008-69飞机装饰织物防火标准; 2. JISL1091防护服标准; 3. JIS1201=FMVSS302汽车装饰织物防火标准; 法国面料阻燃标准: 1. NFG07-184防护服面料; 2. NFG92-501-505装饰织物防火标准;

阻燃性试验

阻燃性试验阻燃性测试简介：材料的可燃性是指在规定的试验条件下，材料或制品进行有焰燃烧的能力。它包括了是否容易点燃，以及能否维持燃烧的能力等有关的一些特性。经过多年的发展，阻燃性测试已经形成多种标准，成为相关业界非常重点的检测项目。阻燃性测试目的：通过对客户提供的样品进行燃烧测试，根据燃烧的结果进行相应的等级评级，协助客户对产品进行品质管控。阻燃等级是非常重要的安全性能之一，是许多认证必不可少的，也是很多国家强制要求的必检项目。阻燃性测试应用范围：主要应用于塑料、泡沫塑料、薄膜、纺织物、涂料、橡胶、汽车内饰件、电工电子等产品。检测标准： 1. GB/T 2408-2008 塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法 2. GB/T 5169.16-2008 电工电子产品着火危险试验第16部分: 试验火焰50W 水平与垂直火焰试验方法 3. GB 4943.1-2011 信息技术设备安全第1部分：通用要求阻燃性测试步骤：

取样→预处理→开机调整夹具高度、火焰高度、燃气流量等→测试并记录结果→对应标准进行等级。垂直燃烧名词解释：余焰afterflame：引燃源移去后，在规定条件下材料的持续火焰。余焰时间afterflame time（t1和t2）：余焰持续的时间。余辉afterglow：在火焰终止后，或者没有产生火焰时，移去引燃源后，在规定的试验条件下，材料的持续辉光。余辉时间afterglow time（t3）：余辉持续的时间。测试仪器照片：

主要参数： 1.使用气体：99.99%纯度甲烷 2.功率: 50W (20mm喷嘴), 500W (125mm喷嘴) 3.火焰高度调节：按标准要求可从20mm 调至125mm 4.内容积≥0.8 m3 5.喷灯角度：20°,45°,90° 6.时间设置：施焰时间/余焰时间/余辉时间:0～99 min99 s可设定，时间精度≤0.1s要求样品要求：长×宽：125±5mm ×13.0±0.5mm，最大厚度不超过13mm。等级判定：垂直燃烧

纺织品阻燃整理技术的应用及发展

纺织品燃烧性能测试方法大全

纺织品燃烧性能测试方法大全关键词：燃烧实验法;限氧指数法;表面燃烧实验法;发烟性试验法;闪点和自燃点测定及点着温度测定;阻燃整理热分析;锥形量热计;锥形量热计 1、燃烧实验法燃烧实验法，主要用来测定试样的燃烧广度(炭化面积和损毁长度)、续燃时间和阴燃时间。一定尺寸的试样，在规定的燃烧箱里用规定的火源点燃12s，除去火源后测定试样的续燃时间和阴燃时间。阴燃停止后，按规定的方法测出损毁长度。根据试样与火焰的相对位置，可以分为垂直法、倾斜法和水平法。垂直法是目前最为普遍的测定方法。这类实验比45°方向、水平方向燃烧更为剧烈。垂直燃烧实验又分垂直损毁长度法，垂直向火焰蔓延性能测定法、垂直向试样易点燃性测定法和表面燃烧性能测定法。GB/T5456-1997规定了纺织品燃烧性能垂直方向试样火焰蔓延性能的测定，该法用规定的点火器所产生的规定点火火焰，按规定点火时间对垂直向纺织试样点火，测定火焰在试样上蔓延至标记线(规定距离)所用的时间(以秒计)。亦可同时观察、测定和记录试样的其他有关火焰蔓延的性能。GB8746-88规定了纺织织物燃烧性能垂直向试样易点燃性的测定，该法用规定点火器产生的规定火焰，对垂直向纺织试样点火，测量织物点燃所需要的时间。GB8745-88规定了纺织织物表面燃烧性能的测定，在规定的试验条件下，在接近项部处点燃支承于垂直板上的干燥试样的起毛表面，测定火焰在织物表面向下蔓延至标记线的时间。垂直法可用于测定服装织物、装饰织物、帐篷织物等的阻燃性能;倾斜法适用于飞机内装饰用布;水平法适用于地毯之类的铺垫织物。 2、限氧指数法限氧指数法是目前广泛使用的纺织品燃烧性能测试方法，它是指在规定的实验条件下，在氧、氮混合气体中，材料刚好能保持燃烧状态所需最低氧浓度，用LOI表示，LOI为氧所占混合气体的体积百分数。GB/T5454-1997规定了纺织品燃烧性能试验氧指数法，将试样夹于试样夹上垂直于燃烧筒内，在向上流动的氧氮气流中，点燃试样上端，观察其燃烧特性，并与规定的极限值比较其续燃时间或损毁长度。通过在不同氧浓度中一系列试样的试验，可以测得维持燃烧时氧气百分含量表示的最低氧浓度值，受试试样中要有40%-60%超过规定的续燃和阴燃时间或损毁长度。

纺织品阻燃整理

目录：摘要： (2) 1.前言 (3) 2.阻燃纺织品的发展概况 (4) 3.纺织纤维的热裂解及阻燃机理 (4) 3.1燃烧过程 (4) 3.2纺织品的阻燃机理 (5) 4.阻燃整理效果的影响因素及阻燃整理工艺 (8) 4.1阻燃整理效果的影响因素 (8) 4.2棉织物的阻燃整理 (8) 4.3涤纶织物的阻燃整理 (9) 4.4 涤/棉混纺织物的阻燃整理 (9) 4.5 阻燃工艺 (10) 5.纺织品阻燃效果的测试方法 (10) 5.1极限氧指数的测定 (10) 5.2纺织品阻燃性能测定--垂直燃烧试验 (11) 6.阻燃整理剂的分子结构特征 (11) 7.主要存在问题及解决方法 (12) 参考文献： (13)

纺织品的阻燃整理技术摘要：随着纺织品应用领域的不断扩大和需求量的日益增多，由纺织品引起的火灾也不断增加，尤其是床上用品和室内装饰用纺织品，其所引起的火灾比例占火灾总数的一半以上，这对人们的生命安全及财产损失造成了极大的威胁。为了减少因纺织品着火而引起的火灾的发生，需要对纺织品进行一定的阻燃整理。现在已经有很多纺织品阻燃整理的新技术。本论文中系统介绍了纺织品的阻燃整理技术，包括该功能整理技术的发展现状、作用原理、影响该功能整理技术应用效果的主要工艺参数、应用效果主要采用的标准及测试的参数、采用整理剂的分子结构特征及制备方法及该功能整理技术主要存在的问题及解决方法等。关键词：纺织品；纺织品阻燃整理；阻燃；阻燃整理；功能整理；工艺参数；应用效果测试参数；制备方法。

1.前言随着纺织品应用领域的不断扩大和需求量的日益增多，由纺织品引起的火灾也不断增加。据统计，由纺织品引起的火灾约占火灾总数的一半以上，特别是建筑住宅火灾，纺织品着火蔓延引起火灾所占的比例更大，床上用品和室内装饰用纺织品为起火的主要原因。发达国家早在20世纪60～70年代就对纺织品提出了阻燃要求，并制定了各类纺织品的阻燃标准和法规，从纺织品的种类和使用场所来限制使用非阻燃纺织品。如美国的DOCFF3-17[1]即是针对儿童睡衣制定的阻燃商业标准。阻燃纺织品的研究和生产，对减少火灾次数和损失，确保人民生命安全具有重要的现实意义。本论文中系统介绍了纺织品的阻燃整理技术，包括该功能整理技术的发展现状、作用原理、影响该功能整理技术应用效果的主要工艺参数、应用效果主要采用的标准及测试的参数、采用整理剂的分子结构特征及该功能整理技术主要存在的问题及解决方法等[2]。

我国纺织品阻燃整理技术的现状及发展趋势

我国纺织品阻燃整理技术的现状及发展趋势青岛大学纺织服装学院朱平隋淑英安平林王炳中国纺织大学孙铠摘要近年来，世界各国因纺织品引起的火灾不断增加。我国这十几年来，平均每年发生的火灾次数为３—４万起，死亡人数２—３千人，火灾损失折款2—3亿人民币。1985年，哈尔滨天鹅饭店大火死亡十人，受伤七人，直接经济损失24.9万元；1994年，克拉玛依大火，死伤300多人，都是因纺织品燃烧引起的。我国纺织品阻燃整理技术发展概况；我国纺织品阻燃技术始于50年代，以研究棉织物暂时性阻燃整理起步，但发展缓慢。60年代才出现耐久性纯棉阻燃纺织品。70年代开发了ＰｙｒｏｖａｔｅｘＣＰ型阻燃剂，并开始了对合成纤维及混纺织物阻燃技术研究阶段。80年代，我国阻燃织物进入了新的发展时期，许多单位开发了棉、涤及混纺织物的阻燃剂及整理技术和阻燃合成纤维。阻燃纤维的研究开发——我国阻燃纤维的研究开发起步于70年代；80年代至今，上海、吉林、山东、广东、天津、四川、北京、江苏等省市的一些科研单位、院校及工厂相继对阻燃纤维进行了小试研究，涤纶和丙纶已形成批量生产能力，但总体说来，阻燃纤维产品仍处在研究和试阶段。所用的阻燃剂大多是磷、卤素的有机物或有机物加无机物，个别的用高分子物，如环状芳香族磷酸酯、羟乙基四溴双酚A(涤纶)；氯化聚两烯、六溴环癸烷、乙二酸(五溴苯 )酯、磷酸三溴苯酯－氯化石蜡、六氯环戊二烯的二聚物等(丙纶)；含增效剂的卤化物体系、有机磷化物(锦纶)；氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二锑等(腈纶)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘胶)等。通过小试或中试鉴定的单位有：A.阻燃涤纶：吉林纺织设计院，青岛大学纺织服装学院(原山东纺织工学院)、上海化纤公司、天津化纤研究所、江苏纺研所等。B.阻燃丙纶：南京化工设计研究院、北京化纤研究所、江苏纺研所、天津合成材料研究所、山东化纤所、山海关化纤厂、广州化纤所等。C.阻燃锦纶：成都科大、四川维纶厂等。D.阻燃腈纶：上海合纤所、上海金山石化、山西煤化所、山东工业大学等。E.阻燃粘胶：上海纺研院、丹东化纤厂、南京化纤厂、上海第三化纤厂、福建南平化纤厂等。 1．绵织物的阻燃整理；棉织物的阻燃整理发展很快，目前国内比较成熟，阻燃剂基本可以自给，可以工业化生产。纯棉耐久性阻燃整理大体有下列三种方法：Ａ．Ｐｒｏｂａｎ／氨熏工艺，Ｐｒｏｂａｎ法是英国Ｗｉｌｓｏｎ公司首先用于工业化生产，传统的Ｐｒｏｂａｎ法是阻燃剂ＴＨＰＣ（四羟甲基氯化眆）浸轧后焙烘工艺，改良的方法是Ｐｒｏｂａｎ／氨熏工艺，工艺流程为：浸轧阻燃整理→烘干→氨熏→氧化→水洗→烘干。国内计有北京光华、江阴印染厂、鞍山棉纺印染厂等引进国外的助剂和设备进行生产。这是目前公认的阻燃效果好、织物降强小、手感影响少的工艺。但由于设备问题限制了其推广。Ｂ．ＰｙｒｏｖａｔｅｘＣＰ整理工艺。国内已有上海农药厂、常州化工研究所、天津合材所、华东理工大学、青岛纺织服装学院等单位生产该助剂。产品的阻燃性能较好，耐久性好，可耐家庭洗涤50次甚至200次以上，手感良好，但强力降低稍大。国内使用该类阻燃剂的厂家二、三十家。纯棉暂时性、半耐久性阻燃整理——电热毯、墙布、沙发布等织物的阻燃耐洗次数要求不是很高，这类产品做暂时性或半耐久性阻燃整理即可。即能耐1—15次温和洗涤，但不耐皂洗。主要有硼砂－硼酸工艺、磷酸氢二铵工艺、磷酰胺工艺、双氰胺工艺等。上述工艺应用在纯棉织物上工业化生产的不多。青岛大学纺织服装学院的ＳＦＲ－２０３属半耐久性阻燃整理剂。 2．毛织物的阻燃整理；羊毛具有较高的回潮率和含氨量，故有较好的天然阻燃性，但若要求更高的标准，则需进行阻燃整理。最早的羊毛阻燃整理是采用硼砂、硼酸溶液浸渍法，产品用于飞机上的装饰用布。这种方法阻燃效果良好，但不耐水洗。60年代后采用ＴＨＰＣ处理，耐洗性较好，

纺织品阻燃机理简述

纺织品阻燃机理简述随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步，纺织品种类不断增多，其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。但纺织品材料一般都易燃或可燃，容易引发火灾事故。因此研究纺织品的阻燃机理就变得必不可少了。所谓“阻燃”，并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧，而是使织物在火中尽可能降低其可燃性，减缓蔓延速度，不形成大面积燃烧，离开火焰后，能很快自熄，不再续燃或阴燃。 1.纤维材料的燃烧与阻燃原理：合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触，吸收热量后发生热解反应，热解反应生成易燃气体，易燃气体在氧存在的条件下，发生燃烧，燃烧产生的热量被纤维吸收后，又促进了纤维继续热解和进一步燃烧，形成一个循环。对此人们提出了阻燃的基本原理：减少(或者基本没有)热分解气体的生成，阻碍气相燃烧的基本反应，吸收燃烧区域的热量，稀释和隔离空气等。 2.阻燃剂的阻燃机理：纤维用阻燃剂有：铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。概括起来主要有以下几种。 2.1覆盖机理在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气，起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。阻燃剂形成隔离膜的方式有两种，一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化，进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层，炭化层能阻止聚合物进一步热裂解，还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用，硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。 2.2不燃性气体窒息机理阻燃剂受热分解出现不燃性气体，将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下，同时稀释燃烧区内的氧浓度，阻止燃烧继续进行，又由于气体的生成和热对流带走了一部分热，从而达到阻燃作用。 2.3吸热机理任何燃烧在短时间所放出的热量有限，如果能在短时间内吸收火源所放出的部分热量，火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于自由基的热量就会减少，燃烧反应受到抑制。高温条件下，阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应，降低纤维表面及燃烧区域的温度，降低可燃物表面温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延，最终破坏维持聚合物燃烧的条件，达到阻燃目的。如铝、镁及硼等无机阻燃剂，充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性，提高自身的阻燃能力。 2.4自由基控制机理根据燃烧的链反应理论，维持燃烧的是自由基。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来，此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火

阻燃测试方法

[11] （GB2408-80、水平、垂直燃烧试验方法）1水平试验法是在实验室条件下测试试样水平支撑下的燃烧性能。（1）试验装置试验在燃烧箱内进行，箱体左内侧装有一支内径为9.5mm的本生灯。其内右侧有固定试件的试件夹。本生灯向上倾斜45度，并装有进退装置。试验用燃气为天然气、石油气或煤气，并备有秒表及卡尺。（2）试验方法A．试件制备每种材料需5个试件，每个试件要求平整光滑，无气泡，长125±5mm，宽13.0±0.3mm，厚3.0±0.2mm，对厚度为2-13mm的试样也可进行试验，但其结果只能在同样厚度之间比较。 B．试验步骤首先在试样的宽面上距点火源25mm和100mm处各划一条标线，再将试件以长轴水平放置，其横截面轴线与水平成45度角固定在试件夹上。在其下方300mm 处放置一个水盘。点燃本生灯，调节火焰长度为25mm并成蓝色火焰，将火焰内核的尖端施用与试样下沿约6mm长度。并开始计时，施加火焰时间为30秒。在此期间内不得移动本生灯，但在试验中，若不到30秒时间试件已燃烧到第一标线，应立即停止施加火焰。停止火焰后应作如下观察记录。a．2S内有无可见火焰; b．如果试样继续燃烧，则记录火焰前沿从第一标线到第二标线所用时间t，求其燃烧速度V：V=75/t (mm/min) c．如果火焰到达第二标先前熄灭，记录燃烧长度S: S=(100-L)mm 式中：L——从第二标线到未燃部分的最短距离，精确到1mm。观察其他现象，如熔融，卷曲，结碳，滴落及滴落物是否燃烧等。C．结果的评定每个试验按下列归类a．GB2408-80/Ⅰ:试样在火源撤离后2s 内熄灭 b．GB2408-80/Ⅱ:火焰前沿在到达第二标先前熄灭，此时应报告试样燃烧长度S （如燃烧长度50mm，报告为GB2408-80/Ⅱ-50mm）c．GB2408-80/Ⅲ:火焰前沿到达或超过第二标线，此时应报告燃烧速度V (如燃烧速度为20mm/min 报告为GB2408-80/Ⅲ-20mm/min). 试验结果以5个试件中数字最大的类别作为材料的评定结果，并报告最大燃烧长度或燃烧速度。 1 / 5 垂直燃烧法（GB2409-84）垂直燃烧法是在规定条件下，对垂直放置具有一定规格的试样施加火焰作用后的燃烧进行分类的一种方法。（1）试验装置试验是在内部尺寸为329mm×329mm ×780mm的燃烧箱内进行。燃烧箱顶部开有直径150mm的排气孔，为防止外界气流对试验的影响，在距箱顶25mm处加一块顶板，燃烧箱右侧装有试件夹支座，并达到试件固定后能处于燃烧箱中心位置。箱体左侧装有向上倾斜45度的本生灯一个。固定在控制箱的水平滑道上。箱体下部放置一个放脱脂棉的支架。其他备用的还有秒表及卡尺。（2）试验方法 A．试件每组试样需5个试件，要求平整光滑无气泡。长130±3mm,宽13.0±0.3mm.厚3.0±0.2mm。制好的试件应在标准气候条件下调节48小时。 B．试验步骤试件垂直固定在实件夹上，试件上端夹住部分为6mm.放好脱脂棉。在距试件150mm处点燃本生灯，调节火焰高度为20±2mm，并呈蓝色火焰。将本生灯中心置于试件下端10mm位置，火焰对准试件下端中心部分。开始计时。当对试件施加火焰10s后移开火源，记录试

16 CFR 1610 纺织品阻燃法规

16 CFR 1610服用纺织品阻燃法规简介 2010-11-18 近年来，纺织品的阻燃性作为一项重要的安全性指标已经引起了世界各国的高度关注。很多国家都对纺织品特别是服用纺织品的阻燃性能提出了要求，尤其是美国还制定了服用纺织品阻燃性法规–l6 CFR l610。该法规的主要内容包括：阻燃性的测试方法、燃烧性能的等级、为服用纺织品设定的技术要求、使用不合适纺织品的警告(燃烧级别为3级的纺织品不适宜作服用纺织品)等内容。CPSC（美国消费品安全委员会）作为美国政府的独立代理，负责该法规各方面的管理、实施、解释和必要的修订，并对生产商、进口商、发行商、零售商等所有有关部门和人员进行管理、监督和处罚。我国出口美国的纺织品因阻燃性不合格而被处罚的现象屡见不鲜，这应引起我们的足够重视。本文对美国l6 CFR l610法规中的服用纺织品阻燃要求进行简要的介绍。 1 测试方法 1.1适用范围通过对法规CFR 1610，CFR 1611，CFR 1615，CFR 1616不同的适用范围进行比较和分析，总结本法规的适用范围是：涂层或未涂层材料、胶片和纤维、整理剂或涂层中含有硝基的面料除外，幅宽在2 in以上，用于制作服装的面料。免除测试的产品：帽子、手套、鞋类、夹层；免除测试的纤维和面料：克重大于2.6 oz/yd2的光面织物；以腈纶、改性腈纶、锦纶、涤纶、羊毛、烯烃类纤维纯纺或相互混纺而成的织物（以上纤维与其他纤维的混纺织物不是免除测试的产品）。 1.2测试原理以织物的燃烧速率进行评判：纺织品按规定的方法与火焰接触一定的时间后，移去火焰，测定织物续燃和阴燃的时间以及织物的损毁长度。续燃和阴燃的时间越短，损毁长度越低，则织物的阻燃性能越好。 1.3实验步骤 1.3.1预实验：根据面料的不同种类选择不同的预实验方法。光面织物：长度和宽度方向各测试一个样品，然后选择燃烧最快的方向取5个样品；绒面织物：在逆绒的方向测试5个样品。 1.3.2样品准备根据预实验测试的结果在燃烧最快的方向上测试5个样品，尺寸为：2 in.×6 in.，放入试样夹（如果是绒面织物需增加刷试样的过程，目的是使面料表面的绒毛立起），调湿后，水平放置在温度为105℃的烘箱中烘干30 min，然后放入干燥器中冷却15 min～3 h.

阻燃纺织品的性能测试方法

阻燃纺织品的性能测试方法评定阻燃后织物的可燃性是一个比较复杂的问题，影响因素很多，如织物吸湿率、重量等，但主要从两方面加以考虑：一是点火性，即着火点的高低，表示织物起火的难易;另一是燃烧性能，即在特定条件下，沿着样品燃烧的速率。纵观各国阻燃测试方法，虽然各不相同，但又存在着内在联系。从被测试样所处的环境来看，氧指数法有其独特之处，而从被测试样所处的位置看又大体上可分为垂直向、45°方向和水平方向三大类。当然还有一些专用于某些材料的方法如铺地织物试验方法等。本文结合国内外附燃测试方法和标准简要介绍纺织品阻燃性能的一些测试知识。 1 纺织品阻燃性能测试方法 1·1 燃烧实验法燃烧实验法，主要用来测定试样的燃烧广度(炭化面积和损毁长度)、续燃时间和阴燃时间。一定尺寸的试样，在规定的燃烧箱里用规定的火源点燃12s，除去火源后测定试样的续燃时间和阴燃时间。阴燃停止后，按规定的方法测出损毁长度。根据试样与火焰的相对位置，可以分为垂直法、倾斜法和水平法。垂直法是目前最为普遍的测定方法。这类实验比45°方向、水平方向燃烧更为剧烈。垂直燃烧实验又分垂直损毁长度法，垂直向火焰蔓延性能测定法、垂直向试样易点燃性测定法和表面燃烧性能测定法。GB/T5456-1997规定了纺织品燃烧性能垂直方向试样火焰蔓延性能的测定，该法用规定的点火器所产生的规定点火火焰，按规定点火时间对垂直向纺织试样点火，测定火焰在试样上蔓延至标记线(规定距离)所用的时间(以秒计)。亦可同时观察、测定和记录试样的其他有关火焰蔓延的性能[1]。GB8746-88规定了纺织织物燃烧性能垂直向试样易点燃性的测定，该法用规定点火器产生的规定火焰，对垂直向纺织试样点火，测量织物点燃所需要的时间[2]。GB8745-88规定了纺织织物表面燃烧性能的测定，在规定的试验条件下，在接近项部处点燃支承于垂直板上的干燥试样的起毛表面，测定火焰在织物表面向下蔓延至标记线的时间[3]。垂直法可用于测定服装织物、装饰织物、帐篷织物等的阻燃性能;倾斜法适用于飞机内装饰用布;水平法适用于地毯之类的铺垫织物。 1·2 限氧指数法

纺织品的易燃性与纺织品阻燃途径

纺织品的易燃性与纺织品阻燃途径 G.P.Nair 等著刘丽雅　译彭治汉　校　 1　THPC 乳浊型阻燃剂 1.1　概述在COLOU RA GE 杂志上已发表的文献描述了可赋予棉织物永久阻燃性能的四羟甲基氯化膦(THPC )体系与化合物的浸轧或浸渍液,这些溶液是水溶液形式的。本文介绍THPC 组成的乳浊液,详见W. A.Reeves 等人的美国专利2810701。表1列出这种浸轧体系的通常组成。表1　THPC 乳浊液状阻燃剂组成标号组分 1 由THPC 、羟甲基蜜胺树脂和尿素形成的不溶性含磷热固性树脂固体(次氮—羟甲基—磷树脂)。 2粉末状的不溶性含磷热固性树脂3与水不混溶的惰性有机液4 乳化剂 THPC 用作乳浊液体系与通常的溶液体系不同。乳浊液体系优于传统的溶液体系,它对织物有更高的树脂接枝率与含磷量,因此使织物具有更好的永久阻燃性能。 1.2　乳浊液配方1. 2.1　示例1 这种配方由单体次氮—羟甲基—磷树脂造型反应体和悬浮的不溶性次氮—羟甲基树脂构成。通过搅拌混合表2中标号1所给出的试剂来制得乳浊液,这种水包油型乳液可稳定1h 以上。在这种制备方法中,树脂造型反应体a 、b 和c 首先溶于三乙醇胺和水中,然后将上述液体与加有乳化剂f 的有机溶剂e 混合。用表2中靠着序号2的反应物a 、b 和c 在110℃下加热约1h 制得这种不溶性含磷热固性树脂。然后将合成的粘性产物铺成0.5in 厚的一层,145℃下加热1h 干燥。在球磨机中将不溶性树脂磨至300目,再充分洗至中性。最终应用配方为:10份粉粒状不溶性树脂悬浮于水包油的乳液中,使得乳液分散相含有34份树脂造型反应体以及大约11份乳液悬浮体。1.2.2　示例2 示例2配方和配料与示例1相同,使用表2所给出的组分。在本示例中,最终应用配方为:174　结论织物用交联剂和催化剂预处理后用活性染料和酸性染料油墨印花结果表明:棉织物可获得满意的得色量、色牢度和抗皱、耐久压烫性能。在大多数情况下,活性染料的得色量高于酸性染料的得色量。整个加工过程近似于常规喷墨印花(预处理、印花、汽蒸、烘干、水洗),附加的工序就是烘干后的焙烘。焙烘是一个热处理过程,在印染车间很容易做到。织物预处理采用常规的轧烘过程,这和常规的喷墨印花预处理工艺完全一样,不同的仅仅是一些化学品用交联剂和催化剂取代而已。除了提高织物抗皱和耐久压烫性能,这项技术还能使酸性染料油墨染棉和其他纤维素织物成为可能。用不同化学结构的整套油墨对织物印花能够节约时间和降低成本。同时,该技术也提供了一种使用一套油墨解决纤维素/聚酰胺和纤维素/蛋白质纤维混纺印花的便利方法。资料来源:AA TCC Rev.,2003,(3),29～31 — 3—

纺织品阻燃整理技术的应用与进展

ＣＰＰＥＣｈｉｎａＰｅｒｓｏｎａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ纺织品阻燃整理技术的应用与进展曹令周永凯（北京服装学院北京市１０００２９）综述据统计，世界上约２０％以上的火灾事故都是由于纺织品燃烧而引起或扩大的，尤其是住宅失火，因纺织品着火或者蔓延而酿成的火灾事故比例更大。因此，纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患，延缓火势蔓延，从而降低人民生命财产损失极为重要。纺织品的阻燃研究首先起步于工业发达国家。许多工业发达国家制定了相应的纺织品阻燃标准及测试方法；有些国家还将纺织品阻燃性能标准结合相关的法律强制执行。随着城市现代化建设的发展，旅游、交通运输业的发展，各国工业部门和研究部门竞相进行纺织品阻燃整理技术的研究，以满足阻燃纺织品不断扩大的需求，并且在国际市场上形成激烈的竞争，从而推动了阻燃整理技术的发展。１燃烧及阻燃机理所谓“阻燃”，并不是阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧，而是使织物在火中能尽可能降低其可燃性，减缓蔓延的速度，不形成大面积燃烧，而离开火焰后，能很快自熄，不再燃烧或阴燃。阻燃剂与燃烧有着密切的关系。最新的观点认为燃烧应有四要

ＣＰＰＥＣｈｉｎａＰｅｒｓｏｎａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ综述素—— —燃料、热源、氧气、链反应。而通常织物燃烧又可分为三个阶段，即热分解、热引燃、热点燃，对不同燃烧阶段的四要素采用相应的阻燃剂加以抵制，就形成了各种各样的阻燃机理及中断阻燃机理。根据现有的研究结果，可以把阻燃机理大致分成以下几种。（１）吸热反应：也就是除热。具有高热容量的阻燃剂，在高温下发生相变、脱水或脱卤化氢等吸热分解反应，降低纤维表面和火焰区的温度，减慢热裂解反应的速度，抑制可燃性气体的生成。（２）形成自由基：阻燃剂吸热变成气体，该气体在火焰区大量捕捉高能量的羟基自由基和氢自由基，降低它们的浓度，从而抑制或中断燃烧的连锁反应，在气相发挥阻燃作用。（３）熔化理论：在热和能量的作用下，阻燃剂转变成熔融状态，在织物表面形成不能渗透的覆盖层，成为凝聚相和火焰之间的一个屏障，可阻挡热传导和热辐射，减少反馈给纤维材料的热量，从而抑制热裂解和燃烧反应。（４）微粒表面效应：若在可燃气体中混有一定量的惰性微粒，它不仅能吸收燃烧热，降低火焰温度，而且能在微粒的表面上将气相燃烧反应中大量的高能量氢自由基，转变成低能量的氢过氧自由基，从而抑制气相燃烧。（５）生成不燃性气体：阻燃剂吸热分解放出氮气、二氧化碳、二氧化硫和氨等不燃性气体，使纤维材料裂解处的可燃性气体浓度被稀释到燃烧极限以下；或使火焰中心处部分区域的氧气不足，阻止燃烧继续。此外，这种不燃性气体还有散热降温作用。（６）凝聚相阻燃：通过阻燃剂的作用，在凝聚相反应区，改变纤维大分子链的热裂解反应过程，促使发生脱水、缩合、环化、交联等反应，直至炭化，以增加炭化残渣，减少可燃性气体的产生，使阻燃剂在凝聚相发挥阻燃作用。由于纤维的分子结构和阻燃剂种类的不同，阻燃作用是十分复杂的，并不局限于上述的几方面。为了获得最佳阻燃效果，应使上面所述的机理尽可能共同起作用，如利用协同效应等。２常用阻燃剂的分类阻燃剂种类繁多，分类的方法也有多种。按所含阻燃元素分类，分为含卤阻燃剂、含磷阻燃剂、含氮阻燃剂等；按阻燃剂的使用方法和聚合物中的存在形态，分为添加型和反应型；按阻燃织物耐久程度分为非耐久性阻燃整理剂、半耐久性阻燃整理剂、耐久性阻燃整理剂三种；按化合物类型又可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。下面主要介绍按后两种方法分类的阻燃剂。１．１按织物的耐久程度分类（１）非耐久性阻燃整理剂：又称为暂时性阻燃整理剂，大部分为水溶性（或乳液）无机盐。处理时先将阻燃剂溶于水，织物经浸渍烘干即可使用；也有二浴浸轧的，第二浴用氨水或纯碱，使氧化物沉积在织物上。这种方法工艺简单，价格便宜，但织物的手感较差，洗涤后阻燃效果大幅度下降。多用在一次性防护服上。（２）半耐久性阻燃整理剂：用这种工艺处理的阻燃纺织品能耐１～１０次温和洗涤，但不耐高温皂洗。该法有尿素磷酸法（通常称Ｂａｎｆｌａｍ法）、磷酸尿酯法、磷酸铵一羟甲基氰铵—甲醋混合溶液法。（３）耐久性阻燃整理剂：采用化学法在纤维内部表面进行聚合或缩合反应，形成不溶于水的聚合物，一般要求耐洗程度３０次以上。该法主要有汽巴（ＣＰ）法和Ｐｒｏｂａｎ法。ＣＰ法由瑞士汽巴公司创造，该法加工工艺容易实施，阻燃效果显著；缺点是织物强力损失较大，对服饰性能影响较大。Ｐｒｏｂａｎ法由英国奥布赖一威尔逊有限公司创造，该法整理的织物，阻燃效果好，特别是处理后织物的手感与强力保持是任何其他整理方法所不可比拟的，但此法危险性较大，环境污染严重，因而推广受到限制。２．２按阻燃剂的化合物类型分类（１）无机阻燃剂：无机阻燃剂主要作用是吸热，主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化钼、钼酸氨、硼酸锌、氧化锌、氧化锆、氢氧化锆等，其中以氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑应用最为广泛，尤其是氢氧化铝、氢氧化镁不仅可以起到阻燃作用，而且可以起到填充作用。它们具有热稳定好、高效、抑烟、阻滴、填充安全、对环境基本无污染且价格便宜等特点，在无卤阻燃材料中得到广泛的应用。但是无机阻燃剂耐洗性差，这是因为