易燃性紡織品一直以來是引起火災的主要源頭之一,每年都造成很多人員傷亡和財產損失,如何使紡織品燃燒時更環保,并減少有害氣體的釋放,提高安全性能,降低損失成為人類研究和探討的問題。阻燃類紡織品作為安全防護類紡織品的重要品種之一,目前已廣泛應用于服裝、石油、化工、冶金、造船、消防、國防等領域…。因此,本文著重介紹安全防護類阻燃類紡織品的開發和應用,探討和研究阻燃類紡織品的阻燃機理和各種新型阻燃材料的性能特征。
1 阻燃機理
1.1 阻燃機理
最近的研究表明纖維材料的燃燒需要具備四個因素:燃料、熱源、氧氣和鏈反應。通常織物的燃燒又包括熱分解、熱引燃(自燃)和熱點燃(燃燒傳播) 三個階段,針對四要素在不同的燃燒階段,分別采取與之相應的阻燃方式,由此采取的各種阻燃措施,就形成了中斷相阻燃機理及其他各種阻燃機理 。
阻燃方法和阻燃材料的開發與使用有著密切的聯系,不同類型的阻燃材料對應于不同的阻燃機理,阻燃纖維材料的阻燃機理的共性是使纖維制品經阻燃改性或處理之后,增加燃燒難度,提高其極限氧指數,使織物燃燒不容易達到臨界條件從而實現阻燃的效果 J。
常見的合成纖維阻燃處理方法是把某種阻燃劑共混后加入合成纖維的紡絲原液中(如滌綸、錦綸、腈綸),在燃燒期間,使其中的游離基團被抑制;或者使纖維熱分解的過程被改變,促使其發生脫水炭化;另一種方法是使阻燃劑發生分解,產生一定量的不燃氣體覆蓋纖維表面,以此來達到隔絕空氣實現阻燃 。
1.2阻燃整理方式
1.2.1 成纖高聚物的熱穩定性能的優化
(1)將芳環或芳雜環引入成纖高聚物的大分子鏈中,使大分子鏈的密集度提高,從而使分子鏈的內聚力和剛性得到提升,并采用濕法紡絲的方法將具有高熱穩定性能的高聚物紡成纖維。
(2)纖維結構中的線形大分子鏈間發生交聯反應會形成三維交聯結構,通過這種交聯反應阻止纖維結構中的碳鏈斷裂,從而使制備的纖維具有不收縮,不熔融等阻燃的特性。
(3)纖維放置在200~300 oC的空氣氧化爐內,經過一定的時間的高溫炭化處理,從而得到具備阻燃性能的纖維-o 。
1.2.2 原絲的阻燃改性
(1)物理共混法:在紡絲熔體中添加阻燃劑或具有阻燃性能的成纖高聚物進行物理共混,是一種原絲改性的方法。
(2)化學共聚法:在制備成纖高聚物的過程中,將含有磷、鹵素等阻燃元素的化合物作為共聚的單體添加到大分子鏈上,利用磷、鹵等元素的阻燃特性使纖維的阻燃性能得到優化。
(3)接枝改性法:讓乙烯基型的阻燃單體與放射熱、化學引發劑或高能的電子束使纖維(或織物)發生接枝共聚反應,這種改善纖維阻燃性能的方法持久且有效。經過接枝阻燃改性后的纖維,其阻燃性能與接枝單體所含阻燃元素的類別以及其接枝的部位密切相關,如不同接枝部位的阻燃改善效果依次為:表面接枝<均勻接枝<芯部接枝 J。
2 阻燃劑整理應用
2.1棉類織物的阻燃整理
國內棉織物阻燃整理的應用已經得到快速廣泛的發展,并且此類技術目前也已較為成熟,阻燃劑的開發和使用不僅基本上能夠自給,也早已達到工業化生產的水平。
表1原棉阻燃整理后的阻燃性能
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