由表1可以看出,隨著阻燃單體NPAZ用量的增加,阻燃效果增強。這是由于織物經含磷阻燃劑整理后,改變了纖維大分子鏈的熱裂解歷程。阻燃單體在受熱分解過程中產生多磷酸結構,阻止了左旋葡萄糖的形成,并且進一步促使纖維脫水,生成不飽和雙鍵,促進纖維素分子間形成交聯,增加了固體炭的形成,從而使整個體系的表觀活化能大大增加,因而高溫時較未進行阻燃整理的棉織物更難分解,體系的熱穩(wěn)定性得到提高。此外,合成的阻燃單體中富含大量的氮元素,與纖維索纖維作用可提高分解溫度,并與纖維熱裂解時產生的可燃性氣體作用,起到稀釋和阻燃的效果l3l。所以阻燃單體用量越高,阻燃效果越好。
但是,整理織物的斷裂強力和白度則隨阻燃單體用量的增加而逐漸下降。這是因為阻燃單體NPAZ與水性聚氨酯分子之間發(fā)生架橋反應,阻礙了織物分子鏈之間相對滑動,在外力作用下較容易斷裂,造成織物力下降。此外,由于阻燃單體NPAZ在高溫焙烘下易黃變,必然影響織物白度。綜合考慮,阻燃單體NPAZ用量選擇25%為宜。
2.2.2陰離子水性聚氨酯用量的影響
陰離子水性聚氨酯在阻燃過程中的作用比較復雜,其自身并不具備優(yōu)良的熱穩(wěn)定性,但其分子中富含大量的碳元素,可以作為阻燃過程中的炭源。陰離子水性聚氨酯用量對阻燃效果的影響見表2。
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表2中,織物阻燃效果隨著水性聚氨酯用量的增加而提高,但是強力隨之下降,對白度的影響不大。這是由于在預烘和焙烘過程中,陰離子水性聚氨酯和阻燃單體發(fā)生架橋反應,形成化學交聯,且交聯密度在一定范圍內隨其用量的增加而增大,從而在織物表面形成連續(xù)、致密且相容性好的薄膜,連接和包覆更多的阻燃單體于織物表面,從而提高耐水性和阻燃效果。而且,陰離子水性聚氨酯在纖維熱裂解過程中,可以作為炭源組分而存在,高溫降解過程中,在棉織物表面形成一層致密的保護炭層,阻礙燃燒產生的熱量向纖維內部擴散,從而降低織物的燃燒性能,進一步提高織物的阻燃性能。
但如前所述,隨著水性聚氨酯用量的增多,能與阻燃單體之間形成更多的化學和物理交聯,阻礙了纖維在外力作用下分子鏈之間的滑動,纖維的剛性增強,織物斷裂強力下降。而整理后織物的白度主要與阻燃單體NPAZ黃變以及焙烘溫度有關,故陰離子水性聚氨酯的用量對白度影響并不顯著。綜合考慮陰離子水性聚氨酯對織物阻燃性能及強力的影響,其用量選擇15%為宜。
2.2.3焙烘溫度的影響
按上述優(yōu)選的NAPZ和水性聚氨酯用量參數對織物進行阻燃整理,焙烘溫度對阻燃效果的影響見表3。
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