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0前言
在日常生活中人們使用的絕大部分天然纖維、人造纖維及合成纖維都是易燃或可燃的，為火災的擴大蔓延提供了條件。據統計，全球有一半的火災起因與紡織品有關[1-2]。因此，近年來世界各國高度重視對紡織品阻燃劑和阻燃技術方面的研究。用于紡織品的阻燃劑，在滿足紡織品阻燃效果持久的同時，需要考慮其安全性能和生態評價[3-4]。迄今，能夠完全達到上述要求的阻燃劑，尚未見文獻報道。海藻酸鈣纖維系以天然海藻中提取的海藻酸鈉為原料，以氯化鈣水溶液為凝固浴，通過濕法紡絲制得的新型高性能綠色纖維[5-8]。海藻酸鈣纖維除了具有優異的吸濕性、生物相容性和可生物降解性【9-12】外，還具有優異的阻燃性能【13-14】。因此，由其制成的紡織品無需阻燃整理，從而避免了使用阻燃劑帶來的安全性和生態問題。
本項目采用極限氧指數儀、錐形量熱儀、熱重分析儀、x一射線衍射儀和裂解．氣相色譜．質譜聯用儀測試了海藻酸鈣纖維的極限氧指數、燃燒性能、熱分解性能以及凝聚相和氣相的裂解產物，并在此基礎上探討了海藻酸鈣纖維的阻燃機理。
l試驗
1．1材料和儀器
材料海藻酸鈣纖維(線密度1.5 d t e x，斷裂強力2．65 c N／d t e x，斷裂延伸率12.52％,自制【5】)；銅離子改性海藻酸鈣纖維(線密度1.4 7 d t e x,斷裂強力3.2 8 c N／d t e x,斷裂延伸率l 0.0 8％，自制【15】)
儀器M6 0 6型極限氧指數儀(青島山紡儀器有限公司)，M1 3 5 4型錐形量熱儀(英國燃燒測試技術公司)，T G 2 0 9型熱重分析儀(德國耐馳公司)，T M0 6 1 0型馬弗爐(北京盈安美誠科學儀器有限公司)，D MA X R B一1 I型x一射線衍射儀(日本理學株式會社)，單點裂解器(日本F r o n t i e r公司)，Q P-2 0 1 0型氣相色譜一質譜聯用儀(日本島津公司)
1．2測試
(1
參照G B／T 5 4 5 4--1 9 9 7《紡織品燃燒性能試驗氧指數法》，測試棉纖維、海藻酸鈣纖維和銅離子改性海藻酸鈣纖維的極限氧指數。測試參數如下：纖維條長度為8 0 mm，點火時間1 0 s。
(2)燃燒性能
采用錐形量熱儀測試棉纖維、海藻酸鈣纖維和海藻酸鈉的燃燒性能，采用的輻射熱通量50k W／㎡。測試參數包括熱釋放速率(H R R)、有效燃燒熱(E H C)、總放熱量(THR)和二氧化碳氣體的生成速率等。
(3)海藻酸鈣纖維的熱分解性能
采用熱重分析儀測試海藻酸鈉和海藻酸鈣纖維的熱分解性能，采用氮氣保護，氮氣流速2 0 m L／m i n，升溫速率1O℃／mi n。
(4)海藻酸鈣纖維的凝聚相裂解產物
將海藻酸鈣纖維放人馬弗爐中，在設定溫度下加熱1 h進行裂解反應，然后采用X一射線衍射儀檢測纖維的裂解產物。馬弗爐的溫度分別為2 0 0℃、3 5 0℃、6 0 0℃和7 5 0℃。X一射線衍射儀的測試參數：C u靶，N i濾波，加速電壓為4 0 V，電流強度4 0 mA，掃描范圍2為3。～6 5。，步寬為0.017。。
(5)海藻酸鈣纖維的氣相裂解產物
采用裂解一氣相色譜～質譜聯用儀測試海藻酸鈉和海藻酸鈣纖維的熱裂解氣相產物，裂解溫度分別為3 5 0℃和7 5 0℃。裂解后的混合氣體經色譜分離,質譜檢測后，采用N I S T譜庫進行檢索。
2結果與討論
2．1海藻酸鈣纖維的阻燃性能
按1．2(1)分別測試海藻酸鈣纖維、棉纖維和銅離子改性海藻酸鈣纖維的極限氧指數。測試結果顯示,海藻酸鈣纖維的極限氧指數為3 4.4％，屬難燃纖維，在空氣中離火自熄；而棉纖維和銅離子改性海藻酸鈣纖維的極限氧指數分別是17.9％和17．8％，說明海藻酸鈣纖維的阻燃性能和鈣離子密切相關。
圖1所示為按1．2(1)測試的海藻酸鈣纖維、海藻酸鈉(海藻酸鈣纖維的的原料)和棉纖維的燃燒性能參數(H R R、E
由圖1可看出，燃燒過程中海藻酸鈣纖維的熱釋放速率(H R R)、有效燃燒熱(E H C)和總放熱量(T H R)
圖1海藻酸鈣纖維、海藻酸鈉和棉纖維的燃燒性能
1一海藻酸鈉；2一海藻酸鈣纖維；3一棉纖維
比棉纖維差許多，但是比海藻酸鈉高一些，而二氧化碳的生成速率則相反。上述現象表明，海藻酸鈣纖維的阻燃性能比棉纖維優異，燃燒過程中產生的熱量少，可以有效阻止火災的蔓延和持續；同時海藻酸鈣纖維燃燒過程中產生的二氧化碳化學惰性，能沖淡可燃性氣體的濃度，進一步起到阻燃作用。但是，單純從燃燒參數來看，海藻酸鈉的阻燃性能比海藻酸鈣纖維更為優異。所以，筆者認為組成海藻酸鈣纖維的海藻酸大分子的特殊結構是其具有阻燃性能的本質原因。
