纺织品阻燃整理

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织物的阻燃涂层整理

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

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

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

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

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

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

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

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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纺织品的功能整理技术论文题目:纺织品的阻燃整理技术院系:纺织与材料学院专业班级:轻化工程10(3)*名:**学号:***********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]。

2.阻燃纺织品的发展概况阻燃技术的历史记载可以追溯到公元前。

公元前83年,克劳迪亚斯(Claudius)年鉴中记载,古希腊利用铁和铝的硫酸复盐技术处理木制的碉堡,提高碉堡的阻燃性,这也许是阻燃技术的首次应用[3]。

1735年,怀尔德(Wyld)发明了明矾、硼砂、硫酸亚铁等成分配制成用于纤维素、纺织品和纸浆的阻燃专利,这是第一个阻燃剂的专利[3]。

1820年,盖·吕萨克(Gay-Lussac)对纺织品的阻燃系统地进行了研究,利用磷酸铵、氯化铵、硼砂等无机物配制成适用于纤维素的阻燃剂,并成功地在巴黎剧院的幕布上进行了阻燃处理[3]。

1913年,珀金(W.H.Perkin)研究了绒布的阻燃技术。

他先将绒布在锡盐中浸渍,再用硫酸铵溶液处理,水洗干燥,使氧化锡阻燃剂渗入绒布的纤维内[4]。

随着科学技术的发展,纺织品阻燃技术发展很快,到20世纪60~70年代已达到较高水平,天然纤维织物的阻燃技术已投入使用。

20世纪80年代以后,阻燃纺织品的研究开发进入活跃时期,国内外的研究单位和生产厂家竞相研究纺织品用阻燃剂和阻燃整理技术,阻燃合成纤维的研究也非常活跃,已开发出多种阻燃效果持久、阻燃性能可满足各种标准的阻燃纺织品,并投放市场。

在赋予纺织品阻燃性能的同时,还应考虑纺织品的色泽、白度及物理机械性能的保持。

而且随着人们对纺织品要求的提高,还应考虑阻燃纺织品的公害问题。

3.纺织纤维的热裂解及阻燃机理3.1燃烧过程燃烧过程大致分为五个不同的阶段:①、加热阶段:外部热源产生热量给予聚合物,使聚合物的温度逐渐升高;②、降解阶段:聚合物被加热到一定温度,聚合物中最弱的键断裂,即发生热降解,这取决于该键键能的大小。

O-O键是最弱的键,极易断裂;C-F键是最强的键,不易断裂。

如果在此阶段发生的是吸热反应,则可减缓温度的上升,对燃烧起一定的抑制作用。

如果是放热反应,则加速燃烧;③、分解阶段:当温度上升到一定的温度时,除弱键断裂外,主键也断裂,即发生裂解,产生低分子物;④、点燃阶段:当分解阶段所产生的可燃性气体达到一定的浓度,且温度也达到其燃点,并有足够的氧或者氧化剂存在时,开始出现火焰,这就是“点燃”,燃烧从此开始;⑤、燃烧阶段:燃烧释出的能量和活性游离基引起的连锁反应,不断提供可燃物质,使燃烧自动传播和扩展,火焰越来越大。

即:热量传递给织物;纤维的热裂解;裂解产物的扩散与对流;空气中的氧和裂解产物的动力学反应;步骤循环进行并同时存在。

3.2纺织品的阻燃机理1)覆盖论某些阻燃剂在温度较高的情况下(>500℃),能在纤维表面形成覆盖层,而具有隔绝作用,除了阻碍氧气的供应外,还可以阻止可燃性气体向外扩散的作用,从而达到阻燃的目的。

如硼砂-硼酸。

2)气体论阻燃剂在燃烧的温度下,分解出不燃性气体如CO2、HCl、H2O等,将可燃性气体的浓度冲淡到能产生火焰的浓度以下。

3)热论观点一:阻燃剂在高温下发生吸热变化如熔融和升华,从而有阻止燃烧蔓延的作用;观点二:阻燃剂能使纤维迅速散热,使织物达不到燃烧的温度;4)催化脱水论阻燃剂的存在,改变了纤维的热裂解机理,使纤维在裂解温度前而大量脱水或发生交联作用,使可燃性气体和挥发性液体的量大大减少,而使固体碳量大大增加,这样有焰燃烧就会得到抑制。

阻燃机理的另外一种解释:阻燃剂可同时在凝聚相及气相发挥阻燃效能,而在两相中均存在物理和化学因素,其中包括抑制火焰、熔流耗热、含磷酸形成的表面屏障、酸催化成炭、炭层的隔热、隔氧等。

(1)凝聚相阻燃模式磷系阻燃剂能提高材料的成炭率,特别是对那些含氧高聚物,成炭意味着:较少的物质被燃烧;成炭伴随着生成水,水蒸气可以稀释可燃性气体;成炭反应是吸热的,且炭层具有保护下层高聚物基材的作用。

磷系阻燃剂大多用于纤维素纤维的阻燃中。

当未被阻燃的纤维素被加热至它的热裂解温度时,通常解聚为焦油状的炭水化合物(主要为左旋葡萄糖),后者又进一步断裂为有机可燃碎片。

如果在纤维素中加入磷系阻燃剂,则纤维素遇火时阻燃剂会分解为含磷酸或酸酐,后者可使纤维素磷酰化并释放出水,而磷酰化的纤维素则可转变为炭。

此时磷阻燃剂的作用来自:①、生成不燃性的水蒸气;②、降低可燃物的量;③、炭层的保护作用。

如果形成的炭层能抗氧化,则阻燃效率提高。

但即使过渡性的炭层也具有一定的阻燃作用。

而且即使炭层被氧化(一般通过阴燃发生),磷化合物的存在也能被氧化为二氧化碳,因而可降低氧化释放热量。

同时磷阻燃剂可覆盖炭层,其作用机理可能是炭层表面覆盖有多磷酸(即物理保护作用)和炭上可氧化活性中心的钝化,故有利于阻止阴燃。

(2)气相阻燃模式气相阻燃剂的作用在于干扰聚合物的燃烧链。

聚合物的燃烧与其它材料的燃烧相似,热裂解时产生可与大气中氧反应的物质,形成H2-O2系统,并可通过链支化反应使燃烧传播。

反应式如下:•H+ O2→•OH+ O••O+ H2→•OH+ H•其主要的放热反应式如下:•OH+ CO→CO2+ H•为了减弱或终止燃烧,应阻止链支化反应(•H+ O2→•OH+ O•和•O+ H2→•OH+ H•)。

挥发性的磷化合物是有效的火焰抑制剂。

在火焰中,磷酸酯类裂解为小分子,如P2、PO、PO2和HPO2等,它们可使火焰区氢自由基浓度降低而使火焰熄灭。

H3PO4→HPO2+PO• +HPOPO• +H•→HPOHPO+H•→H2+PO•PO• +OH•→HPO+O•OH• +H2+PO•→HPO+H2O上述小分子磷化合物所抑制的是传播火焰的速控步骤,即链支化步骤。

在这步反应中,一个氢自由基与一个氧分子反应,生成一个氢氧自由基和一个氧自由基。

其中PO•自由基最为重要。

当燃烧过程主要取决于链的支化反应(如H•+O2→OH• +O•)时,PO•自由基的反应尤其重要。

磷系阻燃剂也可在气相用物理方式来抑制燃烧。

如果阻燃剂所释放出的气体浓度足够高,该历程可能是物理性质的。

例如惰性气体的抑制效应。

(3)磷-氮间的协效作用某些含氮化合物能增强磷化合物对纤维素纤维的阻燃作用,其原因是因为阻燃系统中的磷化合物与氮化合物的反应生成了含P-N键的中间体,而后者比原来系统中的磷化合物具有更佳的磷酸化试剂。

这种阻燃剂用于纤维素纤维的阻燃时,可降低这类材料热裂解或者燃烧时挥发性产物的生成量,并催化炭层的形成。

P-N系阻燃剂受热时,首先释出多磷酸,后者可使无水吡啶葡萄糖中的C(6)羟基磷酸化,且磷酸可同时作为酸催化剂,使纤维素脱水。

即P-N系阻燃剂释出多磷酸的反应,可抑制生成左旋葡萄糖,该糖是可燃性、挥发性产物的前体。

这种现象将有助于纤维素进行成炭反应,而不利于裂解反应。

而且,生成的多磷酸的催化反应可进一步加速成炭反应。

磷-氮协同正被很多学者所研究。

据有关研究认为:磷-氮协同并不是一个普遍现象,例如一种环状脲与磷起对抗作用。

4.阻燃整理效果的影响因素及阻燃整理工艺4.1阻燃整理效果的影响因素阻燃织物的阻燃效果与织物组织结构及整理工艺有关。

织物的平方米克重和织物结构对阻燃性能有影响。

同类组织结构的织物,重量越大,限氧指数越高;平方米克重相同的织物,密度大、织物结构紧密的织物限氧指数高。

阻燃剂的用量越大,所获得的阻燃性能越好。

但阻燃剂用量过大会影响织物的手感和风格,同时增加了成本。

阻燃添加剂的加入可大大提高阻燃效果,如棉织物用Pyrovatex CP整理时,添加一定量的尿素可提高织物的限氧指数。

另外,轧液率、烘干和焙烘的温度及时间均会对织物的阻燃性能造成影响。

4.2棉织物的阻燃整理棉织物的阻燃按其耐久性可以分为三类:非永久性,半永久性和永久性阻燃整理方法。

棉耐久阻燃整理大体有下列几种方法。

①Proban/氨熏工艺。

传统的Proban法是阻燃剂THPC(四羟甲基氯化鏻)浸轧后焙烘工艺,改良的方法是Proban/氨熏工艺,工艺流程为:浸轧阻燃整理液→烘干→氨熏→氧化→水洗→烘干。

这是目前公认阻燃效果好,织物强力降低小,手感影响少的工艺。

但由于设备问题限制了其推广应用。

② Pyrovatex CP整理工艺。

这种阻燃工艺是采用的一种反应型的阻燃剂,在酸催化下阻燃剂与棉纤维上的羟基进行反应,形成牢固的化学键。

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