纺织品阻燃整理
织物的阻燃涂层整理
织物的阻燃涂层整理1．前言据美、英、日等国家对火灾起因的统计，近年来纺织品引起的火灾呈上升趋势，已占据火灾总数的一半，造成了生命和财产的巨大损失，世界各国纷纷出台了纺织品阻燃的有关标准，对室内装饰、工业用布、服装用纺织品等做了严格的规定。
绝大部分的纺织材料是可燃的，需要经过阻燃处理来降低燃烧速度或使其离开火源后能够迅速停止燃烧。
纺织品的阻燃整理有两种方式：1、添加型，将阻燃材料与纺丝原液混和，或将阻燃剂加到聚合物中再纺丝，从而使纺出的丝具有阻燃效果。
2、后整理型，在染整加工过程中，将阻燃材料通过浸渍、浸轧或涂层等方法整理到织物上。
本文主要介绍织物的阻燃涂层整理。
阻燃涂层胶是功能性涂层胶的一种，是把阻燃材料通过一定的方式添加到涂层胶中去，整理后不仅具良好的涂层风格，同时赋予织物优异的阻燃效果。
涂层阻燃整理与传统的浸渍或浸轧阻燃整理相比，具有耐洗性好，强力不下降，不需要污水处理等优点，因此，在室内家纺、工业用布等领域应用广泛。
2. 阻燃涂层胶中涂层基胶的类型和性能特点印染行业应用的涂层胶主要有聚丙烯酸酯（PA）、聚氨酯（PU）和PUA。
PA的价格较低，合成和聚合技术较易掌握，能满足一般涂层要求，但目前市场上的产品质量参差不齐。
与PA相对，PU在性能上有独特之处，主要为耐磨、耐溶剂、耐低温（一30℃以下），防水透湿性好，具有优异弹性和皮膜感。
PUA是将PU与PA进行接枝，它结合了PU与PA的优点，但技术难度较高。
PA、PU和PUA都可以作为阻燃涂层胶的基胶。
从涂层胶使用的溶剂来分，可分为溶剂型涂层胶和水系型涂层胶。
溶剂型涂层胶使用最普通的溶剂有二甲基甲酰胺（DMF）、丁酮（MEK）、甲苯（TOL）、异丙醇（IPA）、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丁醇、醋酸乙酯等，毒性较大，且易燃易爆。
与溶剂型涂层胶相比，水系型涂层胶具有环保、不燃、加工过程安全等优点，但与织物的粘着力，成膜性能、耐水压等性能相对略差。
目前，水系型涂层胶正通过产品改进或加入合适的交关剂来解决上述的缺点，加工工艺日趋成熟，将逐渐取代溶剂型涂层胶。
布料的阻燃处理方法
布料的阻燃处理方法嘿，朋友们！今天咱就来聊聊布料的阻燃处理方法。
你说这布料啊，有时候就像个调皮的孩子，要是不稍加管教，遇到点火星可就容易闯出大祸来呢！咱先说说最简单直接的方法，那就是在布料上涂上一层阻燃剂。
这就好比给布料穿上了一件防火的小铠甲，让火不容易烧起来。
不过这涂阻燃剂也有讲究呢，得涂得均匀，不能这儿厚那儿薄的，不然就像给孩子穿衣服，一边穿得厚一边穿得薄，那能起到好的保护作用吗？而且这阻燃剂的质量也得过关，可不能随便找个不靠谱的。
还有一种方法呢，就是对布料进行改性处理。
这就像是给布料做了一次“整容手术”，让它从里到外都变得更耐火。
这种方法虽然效果好，但操作起来可不容易，就像要给一个人做个大手术似的，得小心翼翼，不能出一点差错。
再来说说浸泡法。
把布料放到阻燃剂的溶液里泡一泡，让它好好吸收一下阻燃的精华。
这就跟咱泡澡似的，得泡得透透的，才能让全身都舒服。
不过泡的时间和浓度可得把握好，泡久了可能会损伤布料，泡短了又起不到好效果。
还有一种挺特别的方法，就是在布料的纤维里就加入阻燃的成分。
这就好比从根源上解决问题，让布料天生就带着阻燃的基因。
就像有的人天生就身体强壮，不容易生病一样。
你想想看，要是家里的窗帘、沙发布料啥的都经过了阻燃处理，那得多安心啊！万一哪天不小心有个小火苗蹦出来，也不至于一下子就酿成大祸。
这就像是给家里请了个小小的“防火卫士”，时刻守护着我们的安全。
咱可不能小看这布料的阻燃处理，它关系到我们的生活安全呢！要是处理不好，那后果可不堪设想。
就像走在路上不看路一样，说不定什么时候就会摔个大跟头。
所以啊，我们得重视起来，选择合适的方法，把布料好好处理一下。
总之呢，布料的阻燃处理方法有很多种，每种都有它的特点和适用场合。
我们要根据实际情况来选择，不能马虎。
毕竟，安全无小事，我们得为自己和家人的安全负责呀！这可不是开玩笑的，大家说是不是呢？。
阻燃整理
各种纤维的燃烧特性
名 称 燃烧性能 助燃，燃烧快，有阴燃 助燃，燃烧很快，无阴燃 难助燃 助燃，燃烧前熔融 难助燃，熔融 立即燃烧 难助燃，熔融 着火点（℃） （延迟10秒） 493 火焰最高温度 （℃） 860 极限氧指数 LOI值（％） 18.0
棉纤维 黏胶纤维 羊毛纤维 醋酯纤维 锦纶6 腈纶 涤纶
阻燃整理：纺织品的阻燃整理过去曾称为防 火整理。经阻燃整理后的织物并非接触火源不燃 烧，而只是降低了它的可燃性，能阻止火焰蔓延， 离开火源后不再燃烧，能迅速止燃（自动熄灭）。
所以纺织品的阻燃性只有相对意义，而不是 绝对的概念。
2、燃烧术语 （1）燃烧：可燃性物质接触火源时，产生的 氧化放热反应，伴有有焰或无焰的燃烧过程或发 烟。
高吸湿性，有天然的阻燃性能。
4、涤棉混纺织物的燃烧性能：
涤棉混纺织物的阻燃远比对其中任一组分的阻燃要困难。
原因: (1) 因为棉是一种不熔融不收缩的易燃性纤维，当涤棉 混纺制品燃烧时，棉纤维发生炭化，对涤纶起了一种类似烛 芯的支架作用，从而阻碍了涤纶的熔滴脱离火源，使涤纶的 自熄性减少，这就是所谓“支架效应”；
七、提高热裂解温度
在纤维大分子中引入芳环或芳杂环，增加大分 子链间的密集度和内聚力，提高纤维的耐热性；或 通过大分子链交联环化、与金属离子螯合等方法， 改变纤维分子结构，提高碳化程度，抑制热裂解， 减少可燃性气体的产生。
八、协同阻燃效应
含有两种或两种以上阻燃元素的阻燃剂整理织物所得到 的阻燃能力，比单一的阻燃元素的阻燃剂效果好。
（13）闪点：当物质加热分解所产生足够数量的可燃 性气体，与明火接触而刚好点燃时的温度称为闪点；
阻燃整理技术
阻燃整理技术纺织纤维基本上属易燃烧物质，在~300℃裂解，裂解产物与空气混合，具有可燃性，自燃或遇明火燃烧。
阻燃整理：阻止织物燃烧。
或使纺织品燃烧速度放慢，离开火焰后不燃烧。
纺织品的燃烧性:纺织品燃烧过程有物理变化和化学变化。
燃烧模式纤维热裂解纤维热性能物理指标玻璃化温度（Tg）：低---热塑性纤维，Tg、Tm<Tp、Tc。
燃烧前受热，先软化、收缩、熔融，后裂解、燃烧。
燃烧时由于熔融物滴落可以造成续燃困难，但高温熔滴粘着皮肤造成深度灼伤。
高---非热塑性纤维，如天然纤维、耐高温纤维，Tg、Tm>Tp、Tc, 受热至高温直接裂解，燃烧。
熔融温度（Tm）热裂解温度（Tp）燃烧温度（Tc）需氧指数LOI纺织品燃烧需氧指数（限氧指数）：LOI指在N2、O2混合气体中，纺织品保持烛状燃烧所需O2的最小体积分数。
LOI = O2/N2+O2×100% 需氧指数，大---难燃。
>21%（空气中氧比例）小---易燃。
<21%燃烧骨架效应:也称蜡烛焰芯效应。
混纺织物如涤/棉织物在燃烧时，非热塑性纤维的炭化对热塑性纤维的熔融起骨架作用，熔融物不滴落，粘附在骨架上燃烧，如同蜡烛燃烧。
因此，混纺织物阻燃很困难。
阻燃方法纺织品阻燃针对燃烧的整个过程进行抑制，方法如下：1）对纺织品热分解产物进行控制，使分解产物成为不燃性产物和固体残碴。
2）热裂解产生气体为大量不燃性气体，如水、SO2、CO2，冲稀可燃性气体。
3）干扰、终止燃烧火焰的氧化还原反应，熄灭火焰。
4）形成阻隔层，阻止热、可燃气体在火焰与织物之间传递。
二、阻燃机理1、棉织物的阻燃机理纤维素热裂解：棉阻燃剂棉织物阻燃后，热裂解温度降低，裂解以炭化形式为主。
涤纶的阻燃机理:涤纶阻燃：裂解温度和裂解产物不改变，火焰燃烧受到抑制。
涤纶燃烧：自由基连锁氧化反应，放出大量热。
火焰反应涤纶阻燃剂阻燃整理工艺:1、棉织物的阻燃整理不耐洗阻燃整理：硼砂:硼酸:磷酸氢二铵= 7:3:5 或5:5:1 织物浸轧烘干，增重10~15%即有效。
磷氮阻燃剂ATZ对涤纶织物的阻燃整理
涤纶产量大且性能优异，涉及服装、家居、建筑等领域。
但是涤纶易燃，极限氧指数仅为20%~22%，在火源作用下易发生熔融收缩形成熔滴，造成二次燃烧乃至次生灾害。
因此对涤纶进行阻燃整理以提高其安全性具有重要的现实意义［1］。
涤纶阻燃整理最常用的方法是原丝阻燃和涤纶织物阻燃。
涤纶原丝阻燃整理是阻燃剂参与PET 共聚或与PET 共混纺丝，阻燃效率高，但是需考虑对涤纶纤维性能的负面影响，如纤维水解、力学性能和染色性能下降等。
涤纶织物阻燃整理是以水为介质将阻燃剂固定在纤维上，灵活高效且对织物性能几乎无影响，在工业生产中占据重要地位［2］。
含卤阻燃剂最初用于涤纶阻燃整马梦婷1，王海琴1，唐思贤1，谭涛1，王鹏2，常硕1，3（1.嘉兴学院材料与纺织工程学院，浙江嘉兴314001；2.西南大学纺织服装学院，重庆400715；3.嘉兴学院浙江省纱线材料成形与复合加工技术研究重点实验室，浙江嘉兴314001）摘要：以2-氨基噻唑、对羟基苯甲醛和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO ）为原料合成新型磷氮阻燃剂ATZ ，用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和磷谱进行分子结构表征。
结果表明ATZ 热稳定性较好，溶解度参数为24.09J 1/2/cm 3/2，与涤纶较为接近，所以对涤纶有较好的亲和力。
利用ATZ 对涤纶进行阻燃整理，涤纶的垂直燃烧损毁长度由10.0cm 降为3.7cm ，续燃时间由30s 降为0s ，无熔滴，残炭量由16.5%增为19.3%，对基材提供隔绝保护作用。
关键词：磷氮阻燃剂；阻燃整理；涤纶；溶解度参数；残炭量中图分类号:TS195.24；TS156文献标志码:A文章编号:1004-0439（2021）02-0034-05Flame retardant finishing of polyester fabric with phosphorusnitrogen flame retardant ATZMA Mengting 1,WANG Haiqin 1,TANG Sixian 1,TAN Tao 1,WANG Peng 2,CHANG Shuo 1,3(1.College of Material and Textile Engineering,Jiaxing University,Jiaxing 314001,China;2.College of Textile andGarment,Southwest University,Chongqing 400715,China;3.Key Laboratory of Yarn Materials Forming andComposite Processing Technology of Zhejiang Province,Jiaxing University,Jiaxing 314001,China)Abstract:The phosphorus-nitrogen flame retardant ATZ was synthesized by 5-aminotetrazole monohy⁃drate,p-hydroxybenzaldehyde and 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO).The structure of ATZ was characterized by FTIR,1H NMR and 31P NMR.The results showed that ATZ had good thermal stability,and its solubility parameter was 24.09J 1/2/cm 3/2,which was close to PET,so ATZ had good af⁃finity for polyester.After flame retardant finishing of polyester with ATZ,the length of damage in vertical flame test decreased from 10.0cm to 3.7cm,the continuous burning time decreased from 30s to 0s,and there was no droplet,the char yield increased from 16.5%to 19.3%,which provided insulation and protection for the base material.Key words:phosphorus-nitrogen flame retardant;flame retardant finishing;polyester;solubility param⁃eter;char yield收稿日期：2020-10-29基金项目：嘉兴市科技计划项目（2020AD10019）；嘉兴学院SRT 项目（CD8517193241）；浙江省纱线材料成形与复合加工技术研究重点实验室开放基金（MTC-2020-18）作者简介：马梦婷（1998—），女，本科，主要研究方向为功能纺织品，E-mail ：****************。
棉织物的阻燃整理实验报告
棉织物的阻燃整理实验报告
一、实验目的
1. 了解棉织物的阻燃性能；
2. 通过实验，掌握棉织物的阻燃处理技术。
二、实验原理
棉织物的阻燃性能取决于其纤维的燃烧性能，纤维的燃烧性能取决于纤维的热稳定性和熔融点。
棉织物的阻燃处理可以通过改变纤维的热稳定性和熔融点来提高棉织物的阻燃性能。
三、实验材料和设备
1. 棉织物；
2. 阻燃剂；
3. 助燃剂；
4. 烘箱；
5. 热压机；
6. 热压机模具；
7. 热压机控制器；
8. 温度计；
9. 力计；
10. 分析仪；
11. 光谱仪；
12. 尺子；
13. 拉力机；
14. 胶带；
15. 低温冷冻机；
16. 水浴锅；
17. 烤箱；
18. 烟雾测试仪；
19. 火焰测试仪。
四、实验步骤
1. 将棉织物放入烘箱中，加热至180℃，保持10min，将棉织
物烘熟；
2. 将棉织物放入热压机中，加热至180℃，保持10min，将棉
织物热压；
3. 将阻燃剂和助燃剂混合，将混合物均匀的涂抹在棉织物表面；
4. 将棉织物放入热压机中，加热至180℃，保持10min，将棉
织物再次热压；
5. 将棉织物放入低温冷冻机中，冷冻至-10℃，保持10min，
将棉织物冷冻。
阻燃涤纶_棉织物的阻燃整理
增重率 = m1 - m 0 ×100%
(1)
m0
式中 : m0 ———整理前试样质量 ;
m1 ———整理后试样质量 。
1. 3. 4 热重分析 ( TGA )
采用 TG7 型 热 重 分 析 仪 (美 国 Perkin2Elmer 公
司 ) ,氮气气氛 ,流速 20 mL /m in, 升温速率 10 ℃ /m in,
印 染 ( 2009 No. 1)
www. cdfn. com. cn
阻燃涤纶 /棉织物的阻燃整理
王晓春 1 , 傅 裕 2
(1. 北京服装学院材料研究开发与评价重点实验室 ,北京 100029; 2. 北京服装学院材料科学与工程学院 ,北京 100029)
摘 要 : 采用棉用阻燃剂 FPK8002对阻燃涤纶 /棉织物进行阻燃整理 ,探讨阻燃剂浓度 、焙烘条件及交联剂 用量对织物阻燃性能的影响 ,分析阻燃涤纶含量和织物组织结构对阻燃涤纶 /棉织物阻燃性能的影响 。阻燃 涤纶 /棉织物阻燃整理的优化工艺为阻燃剂 FPK8002用量 350 g /L ,交联剂用量 350 g/L ,焙烘温度 160 ℃,焙 烘时间 4 m in。测试结果表明 ,整理织物的裂解温度明显降低 ,阻燃性能符合国家 B1级标准 。 关键词 : 阻燃整理 ; 阻燃剂 ; 涤棉织物 中图分类号 : TS1951592 文献标识码 : A 文章编号 : 1000 - 4017 (2009) 01 - 00010 - 03
由图 1知 ,阻燃剂 FPK8002 用量为 250 ～500 g /L 时 ,整理织物的阻燃效果得到显著提升 ,损毁长度约为 10 cm ,且无续燃和阴燃 。这是因为混纺织物经阻燃剂 FPK8002处理后 ,阻燃剂在燃烧过程中可分解成具有 良好脱水作用的磷酸和多磷酸 ,使纤维素脱水成为焦 炭 。与此同时 ,含氮基团可释放出难燃性气体 ,稀释了 空气中的氧浓度 ,且磷 2氮的相互作用也有利于磷阻燃 剂的脱水炭化反应 。图 1 和图 2 显示 ,阻燃剂用量达 一定程度后 ,织物阻燃效果提升有限 ,而织物增重幅度 较大 ,使织物手感发涩 ,且成本提高 。因此 ,阻燃剂用 量以选用 350 g /L为宜 。 2. 2 焙烘条件的影响
纺织品阻燃整理技术的应用及发展
纺织品阻燃整理技术的应用及发展近年来，纺织品阻燃整理技术已经成为了重要的研究方向，许多科学家和企业开始研发和应用这种技术，以提高纺织品的安全性能。
纺织品阻燃整理技术的应用范围十分广泛，例如火车、飞机、建筑、家具、汽车和电子设备等行业，这些行业都需要使用阻燃纺织品，以确保产品的质量和安全性。
纺织品阻燃整理技术是在原有的纺织品上增加一个阻燃材料层，或者将阻燃材料直接加入到纤维中，来达到阻燃的效果。
这种技术的研发和应用已经进行了多年，新的阻燃材料也不断被研发出来，如卤素化合物、磷系化合物和氮系化合物等。
目前，常见的纺织品阻燃整理技术有涂覆法、浸渍法、吹织法和共混法等。
涂覆法是指在纺织品表面加上一层阻燃涂层。
这种方法可以保持纺织品的原始手感和外观。
但是，涂层材料可能会在长时间的使用过程中脱落，从而降低阻燃性能。
浸渍法是将纺织品浸入含有阻燃化合物的溶液中，然后干燥该纺织品。
这种方法的阻燃效果比涂层法更长久，但浸渍剂太多可能会影响纺织品的外观和手感。
吹织法是将阻燃化合物与聚合物混合，然后直接用于制造纤维或者纱线。
由于这种方法不需要在纺织品表面添加额外的材料，所以阻燃性能能够更加长久。
共混法是指在纺织品核心部分或表面添加已经混合好的聚合物和阻燃化合物。
这种方法可确保阻燃材料能够均匀地分布在整个纺织品中，以达到更好的阻燃效果。
纺织品阻燃整理技术的发展趋势也在不断地变化和创新。
近年来，可可粉阻燃材料、木质素衍生物、纳米材料和天然纤维化合物等新型阻燃材料的研发和应用也逐渐受到关注。
与传统阻燃材料相比，新型阻燃材料具有更好的环保性和更高的阻燃性能，能够更好地满足市场需求。
总的来说，纺织品阻燃整理技术是一个快速发展的领域。
在未来，随着科技的不断进步，新型阻燃材料和技术会持续涌现，进一步改善纺织品的阻燃性能。
同时，在实际应用过程中，还应加强对于纺织品防火安全知识的普及，提高消费者的安全意识，共同构建一个更加安全的生活环境。
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阻燃 整 理 的 效 率 和 阻 燃 剂 的 正确选择取决于许多因素 ,其中一 些重要的因素是 : 织物结构 、织物 组成 、最终用途 、指定的测试方法 、 技术要求 、与其他整理的相容性 , 以及必要的耐久性 。
- 涂层或舐涂法 :这种方法常 用在起毛织物上 ,例如地毯 、装饰 布或窗帘 。这类织物不能用全浴 浸渍法 ,因为此法会改变织物的色 调和绒毛压 。当织物的“孔隙”需 闭合时 ,也可用涂层法 ,例如垂直 的百叶窗 、弹簧卷式百叶窗 、遮黑 布和遮光布 。为了节约加工成本 , 可以把阻燃剂加到涂层粘合剂中 。
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 。所以这些纤维实际上不会着 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 ,这些纤维也 会着火燃烧 。
在混纺纤维中 ,如聚酯和棉混 纺织物 ,棉在燃烧过程中起“支架” 的作用 ,阻止熔融液滴的形成 。这 种合成纤维的另一个缺点是熔融 液滴会引发第二次火灾 。
这个 例 子 可 以 直 接 应 用 到 许 多其他纺织品上 ,如窗帘 、地毯 、床 单等 。通过恰当的应用阻燃剂 ,可 使纺织品发生火灾的机率大大降 低 ,因而阻止危及人生命的情况发
图 1 阻燃椅套 (右) 和未阻燃椅 (左) 的比较
国际纺织导报 2001 年第 1 期
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生 ,明显降低火势蔓延的危险 ,逃 逸时间也可以显著增加 。不同的 研究已经论证阻燃剂的成本相对 于纺织品的销售价格要低 ;另一方 面 ,阻燃整理对人的生命财产安全 的保护作用是无法估量的 ,远远超 过它的商业意义 。
5 阻燃机理
关于 阻 燃 剂 的 作 用 已 经 进 行 了大量讨论 ,也发表了很多关于这 方面的文章 。除了考虑纤维的化 学组成外 ,还需决定选择最佳阻燃 剂 ,以阻止织物在热作用下发生分 解反应而释放可燃气体 。已经有 各种不同的理论解释阻燃剂的作 用。
- 吸热反应 :也就是去除热。 受热过程中 ,阻燃剂和纤维在同样 的温度下分解 ,阻燃剂吸收燃烧过 程产生的热量 。
纺织整理
纺织品阻燃整理
T. M¨uller Thor 公司 (德国)
摘 要 :火灾会引起严重的经济损失和造成人身伤害 ,而纺织品常常会参与火灾的发 生 。本文概述了这一问题 :从纺织品纤维的燃烧特点出发 ,分析阻燃剂的阻燃 机理 ;讨论阻燃剂的应用方式 ;同时也论证了经阻燃剂整理的纺织品可以保护 人的生命安全 。
纺织整理
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 (图 4) 。
-用
Aflammit ZR
和 Aflammit TI
图 4 Aflammit PE 阻燃整理工序
对羊毛进行
耐久阻燃整理 :在浸染过程中根据 机械压力 ;用特殊的“盐产品”整理
- Aflammit P 发 生 自 交 联 : Aflammit P 在氨交联处理过程中发 生自交联反应 ,形成三维水不溶性 聚合物 。图 3 表示了此过程 。
- 用 Aflammit PE 或 Aflammit PE conc. 作阻燃剂 ,对聚酯纤维进 行热溶耐久阻燃整理 。为了让热 溶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 Aflammit PE 或 Aflammit PE 溶液中浸轧 , 100 ℃～ 130 ℃烘干 , 随后 190 ℃～210 ℃热 溶处 理 30 s ～ 40 s。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
阻燃 剂 的 选 择 取 决 于 织 物 的
组成 。
8 棉织物阻燃整理品的
- 对棉织物和合成纤维进行 不耐久整理 :对不耐久阻燃剂应用
阻燃机理
所谓的“盐整理”。一般地讲 ,阻燃 用含磷和氮的化合物作阻燃
下面 的 化 合 物 经 常 用 作 阻 燃 剂 :含磷化合物 ,含磷和氮化合物 , 铵盐 ,金属盐 ,硼酸及其化合物 ,金 属氧化物 (尤其是锑的三氧化物)
与含卤素的化合物 (如六溴环十二 烷或含氯化合物) ,含硫化合物 ,六 氟锆酸钾和六氟钛酸钾 ,以及易形 成支架的膨胀含碳化合物 ,这种物 质一旦释放出酸 ,会形成一层不燃 的隔热性的含有 CO2 的碳化屏障 。
22
250
390
510
羊毛 (WO)
25
-
325
590
由于化学工业对“责任理念” 的承诺以及与国际权威组织的合 作 ,对阻燃剂的环境问题达成了共 识 。对阻燃剂的生产和使用必须 进行有效的控制 。经阻燃剂整理 的纺织品的废弃必须考虑对环境 不造成负面影响 ,如回收利用 ,燃 烧时热能的利用以及废物处理等 。
2 “责任理念”和阻燃剂
纺织整理
表 1 不同纤维的热特性能
纤 维
限氧指数 LOI
熔点 ( ℃)
外部引 K温度 自燃温度
( ℃)
( ℃)
聚丙烯腈纤维 (PAN)
18
215～260
225
515
棉 (CO)
19
-
350
400
聚酰胺纤维 (PA)
20
213
390
510
聚酯纤维 (PES)
聚丙 烯 腈 纤 维 燃 烧 过 程 需 氧 量较少 ,在 250 ℃时 PAN 就已经发 生热裂解 ,并伴随形成可燃的 、挥 发性的裂解产物 。因为 PAN 熔点 和外部引火温度碰巧基本一致 ,这 种纤维还未及成熔液就被烧掉了 。
棉纤维不存在熔点 , 200 ℃以 上缓慢的热解 ,并释放出挥发性产 物 。但是 350 ℃以上 ,棉会发生快 速的热裂解 ,导致碳化即脱水 ,形 成可燃气体混合物 ,生成焦炭 ,以 至于使外部引火 源 也 可 能 引 燃 。 约在 400 ℃时棉纤维会发生自燃 , 最高火焰温度在 900 ℃附近 。PES 和 PA 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 些纤维靠近火焰 ,会发生收缩 ,远
- 脱水理论 :以纤维素为例 , 阻燃剂使纤维素发生脱水反应 ,在 一定程度上抑制 热 裂 解 反 应 , 例 如 ,磷酸阻燃剂可以形成大量的不 能燃烧的分解产 物 , 如 碳 状 物 和 水。
因此 , 为 了 获 得 最 佳 阻 燃 效 果 ,应使上面简短讨论的机理尽可 能共同起作用 , 比 如 利 用 协 同 效 应 。协同效应指两种物质共同作 用比它们单独作用的总和贡献大 , 含磷和氮或锑和卤素的化合物可 以发生协同效应 。
- 应用在衬垫布上 :把机织物
图 2 Aflammit KWB 阻燃整理工序
国际纺织导报 2001 年第 1 期
图 3 Aflammit P 阻燃整理工序 69
和针织物浸渍在阻燃剂水溶液中 , 然后挤去多余的溶液 。这种方法 可以保证阻燃剂的均匀分布 。
- 竭染法 :对羊毛和丝绸可以 进行耐久性阻燃整理 ,因为羊毛和 丝绸只能用这种方法整理 。竭染 法还可用于洗衣或干洗工艺 ,以使 在尽可能后面的工序中对终成品 进行阻燃整理 。
离子交换机理 , 阻 燃 剂 与 羊 毛 键 可以满足这些要求 ,把此化合物应
合 。浸染处理适用于疏松纤维 、绞 用在织物上 ,在 150 ℃～170 ℃焙烘
纱或布匹 。
3 min～4 min 。焙烘处理会引起轻
712 纺织品的不耐久或半耐久阻 度交联 ,从而抵抗水的浸泡作用 ,
燃整理
但是这种阻燃效果不耐久 。
至于燃烧特点 ,羊毛在纤维的 物理特性方面比较有利 ,但是 ,不 进行阻燃整理 ,羊毛纤维也不能承 受严格的测试 ,如垂直燃烧试验 。
除了化学成分外 ,纺织品基质 的燃烧速率很大程度上取决于纺 织品的几何构型和组织结构 。因 此 ,易燃性纤维发生垂直燃烧比水 平燃烧可能性更大 。厚重 、紧密 织物内部容积小 ,比具有较大表面 积的轻薄织物燃烧慢 。对热塑性 纤维而言 ,层压织物比单层纺织品 燃烧速率快 。其他重要的评价尺 度包括火焰中曝露时间 ,纤维的残 留水分 。
限氧指数 (LOI) 可以表示织物 的可燃性 , 它指在 指 定 测 试 条 件 下 ,样品在氧 、氮混合气的环境中
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国际纺织导报 2001 年第 1 期
保持燃烧所需氧 气 的 最 低 浓 度 。 LOI 值高表示织物可燃性小 ,因为 纤维需要更多的 氧 维 持 燃 烧 ; 相 反 ,LOI 值越低 , 纤维燃烧所需氧 越少 ,维持燃烧越容易 。
4 不同纤维的燃烧行为
不同 纺 织 纤 维 对 热 源 和 火 焰 会表现出不同的燃烧行为 (表 1) 。 简单的说 ,这些纤维主要分为以下 三类 :
- 易燃性纤维 :棉 ,韧皮纤维 , 再生纤维素纤维和聚丙烯腈纤维 。
- 低燃性纤维 :羊毛 ,丝绸 ,聚 酯纤维和聚酰胺纤维 。
- 不燃性纤维 :玻璃 ,矿物 ,石 棉。
3 阻燃剂和阻燃整理纺 织品的耐久性
一般说来 ,阻燃剂及其整理可 分为以下几个类别 :
- 不耐久效果 :在这种情况下 阻燃剂沉积在纤维上和纤维间 ,不 发生交联 。
- 半耐久效果 :在这种情况下 阻燃剂轻度交联 ,获得一定的耐拒 水效果 ,能满足浸泡试验 BS 5651 测试要求 。
- 耐久效果 :获得耐久阻燃效 果可以通过以下途径 :阻燃剂和纤 维的反应性基团发生化学键合 (反 应性交联) ; 或者阻燃剂在纤维上 发生聚合作用 (自交联) ;或者在高 温下使纤维产生微隙结构 ,阻燃剂 进入纤维内部微隙中 (热溶交联) ; 以及纤维和阻燃剂间发生离子交 换 (离子键) 。
- 生成不燃性气体 :热解过程 中阻燃剂释放不燃性气体 ,或可燃 性很小的气体 ,阻止或冲淡纤维表 面氧与火焰的接触 。