纺织品功能整理论文 上海工程技术大学服装学院

《纺织品功能整理论文》

——纺织品阻燃

名 称： 纺织品阻燃 院 系： 服装学院 学 号： 091309117 姓 名： 指导教师： 沈勇 完成时间： 2011-12-28

纺织品的阻燃综述

摘要: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。重点叙述了阻燃剂的作用机理和分类, 并结合阻燃技术对阻燃整理的发展方向进行了展望。

关键词: 纺织品; 阻燃; 机理; 方法

据统计表明, 由家用纺织品引起的火灾占有相当大的比例, 且比其它原因引起的火灾死亡率高。其中床上用品和家具用布引起的火灾, 产生大量烟及有毒气体, 使人窒息而死; 由服装引起的火灾还会烧伤皮肤, 造成伤亡。纺织品的阻燃可使发生火灾的机率大大降低, 从而阻止危及人生命的情况发生, 降低火势蔓延的危险。物质燃烧需要三个条件：

（1）必须有可燃物；

（2）必须与助燃性气体（最常见也是最主要的就是氧气，下同）接触；

（3）温度达到可燃物的着火点。

这三个条件缺一不可。聚合物的燃烧反应是自由基链锁反应。聚合物的阻燃所采取的措施就是基于上述原理。选择阻燃剂也正是从以上这些方面来考虑的。 1 织物阻燃剂

1.1 阻燃剂的作用机理

所谓“阻燃”, 不是阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧, 而是使织物在火焰中能降低其可燃性, 能减缓蔓延的速度, 不形成大面积燃烧, 而离开火焰后, 能很快自熄, 不再燃烧或阴燃〔1〕。阻燃作用的机理有物理的, 也有化学的〔2〕。根据现有的研究结果, 可归纳为以下几种:

( 1) 吸热作用。具有高热容量的阻燃剂, 在高温下发生相变、脱水或脱卤化氢等吸热分解反应,降低纤维材料表面和火焰区的温度, 减慢热裂解反应的速度, 抑制可燃性气体的生成。

( 2) 覆盖保护作用。阻燃剂受热后, 在纤维材料表面熔融形成玻璃状覆盖层, 成为凝聚相和火焰之间的一个屏障。这样, 既可隔绝氧气、阻止可燃性气体的扩散, 又可阻挡热传导和热辐射, 减少反馈给纤维材料的热量, 从而抑制热裂解和燃烧反应。

( 3) 气体稀释作用。阻燃剂吸热分解释放出氮气、二氧化碳、二氧化硫和氨等不燃性气体, 使纤维材料裂解处的可燃性气体浓度被稀释到燃烧极限以下。或使火焰中心处部分区域的氧气不足, 阻止燃烧继续。此外, 这种不燃性气体还有散热降温作用。它们的阻燃作用大小顺序是: N2>CO2>SO2>NH3。

( 4) 凝聚相阻燃。通过阻燃剂的作用, 在凝聚相反应区, 改变纤维大分子链的热裂解反应历程, 促使发生脱水、缩合、环化、交联等反应, 直至炭化, 以增加炭化残渣, 减少可燃性气体的产生, 使阻燃剂在凝聚相发挥阻燃作用。凝聚相阻燃作用的效果, 与阻燃剂同纤维在化学结构上的匹配与否有密切关系。

( 5) 气相阻燃。通过阻燃剂的热分解产物, 在火焰区大量的捕捉高能量的羟基自由基和氢自由基, 降低它们的浓度, 从而抑制或中断燃烧的连锁反应, 在气相发挥阻燃作用。气相阻燃作用对纤维材料的化学结构并不敏感。

( 6) 微粒的表面效应。若在可燃气体中混有一定量的惰性微粒, 它不仅能吸收

燃烧热, 降低火焰温度, 而且, 会如同容器的壁面那样, 在微粒的表面上,将气相燃烧反应中大量的高能量氢自由基, 转变成低能量的氢过氧基自由基, 从而抑制气相燃烧。H+O2→H—O—O由于纤维的分子结构及阻燃剂种类的不同, 阻燃作用是十分复杂的, 并不局限于上述几方面。在某一特定的阻燃体系中, 可能涉及上述某一种阻燃作用, 但实际上往往包括多种阻燃作用。

1.2 阻燃剂的分类

整理对于阻燃剂的要求是: 颗粒细, 易渗入纤维, 与纤维结合能力强, 尽可能少影响织物的强力、手感和色泽, 对染色等助剂无不良影响, 可在印染厂现有设备上无需特殊装置便可进行阻燃整理。有阻燃作用的元素在周期表的第三族有硼和铝, 第五族有氮、磷、砷、锑、铋, 第六族有硫, 第七族有氟、氯、溴、碘。此外, 镁、钡、锌、锡、钛、铁、锆和钼的化合物也有所应用。阻燃剂按耐久性可分为非耐久性、半耐久性和耐久性。按阻燃剂的使用方法和聚合物中的存在形态, 则可分为添加型和反应型两大类。这里主要介绍按化合物的类型来分类, 则可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类。

1.2.1 无机阻燃剂

无机阻燃剂的主要作用是吸热, 它具有稳定性高、不易挥发、烟气毒性低和成本低等优点, 目前越来越受到人们的青睐。但是无机阻燃剂往往不具有耐洗性, 这是由于无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性,同非极性的织物兼容性差。因此无机阻燃剂的发展趋势是提供更优质的产品, 一方面向精细、超精细颗粒发展, 另一方面是向改善尺寸分布方面发展〔3〕。

1.2.2 有机阻燃剂

1.2.2.1 含卤阻燃剂

含卤有机阻燃剂的阻燃作用是通过产生比空气重的卤化氢, 沉积在燃烧物的外层, 稀释了周围的空气, 隔绝新鲜空气, 使被燃物窒息, 同时卤化氢还可以捕捉氢氧自由基, 从而使火焰减少。通常只采用含溴或含氯的化合物, 氯系阻燃剂比溴系阻燃剂的阻燃效果要差得多, 这是由于不易产生游离基氯的缘故。目前, 氯系阻燃剂多与无机阻燃剂协同使用。含卤阻燃剂由于在由火引起的烟雾中含有卤酸, 可能导致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其它金属对象的腐蚀。对人体呼吸道和其它器官的危害更是严重, 正趋于淘汰。特别要指出的是,2003年2月15日欧盟颁布2003/11/EC指令规定禁止使用和销售五溴苯醚( PBDPE) 和八溴二苯醚(OBDPE)含量超过0.1%的物质。许多含卤阻燃剂本身无毒或有毒, 但都受到AOX值的限制〔4〕。

1.2.2.2 有机磷阻燃剂

有机磷阻燃剂的机理同无机磷阻燃机理相同。但由于对织物材料的机械物理性能影响比较小而大放异彩。并且, 有机磷阻燃剂所惯有的诸如流动性强、发烟量大、易于水解和热稳定性差等缺点也逐渐得到克服。它主要包括卤磷系和非卤磷系。卤磷系由于同时含有卤素和磷两类元素, 在气相和凝聚相同时发挥作用, 阻燃效果非常理想, 它具有挥发性低、无色、无嗅、耐水解性等优点, 但耐热性差。由于卤磷系化合物所引起的环境影响, 导致人们的研究方案逐渐向非卤磷系转移。无卤有机磷阻燃剂另一个重要的特点就是磷氮协同的应用和最好的发泡成碳系统。

2 阻燃织物加工方法

阻燃加工的方法通常有3种: ①生产阻燃纤维; ②对织物进行阻燃整理; ③阻燃纤维和阻燃整理相结合。

2.1 阻燃纤维

阻燃纤维是针对化学纤维而言, 可分两类, 一类是该纤维本身就具有阻燃性能; 另一类是对纤维通过改性的方法制取阻燃纤维, 即原丝阻燃改性。原丝阻燃改性包括共聚法、共混法和接枝改性法。共聚法是在成纤高聚物的合成过程中, 把含有磷、卤、硫等阻燃元素的化合物作为共聚单体( 反应型阻燃剂) 引入到大分子链中, 再把这种阻燃性强的物质加到纤维中。共混法是将阻燃剂加入纺丝熔体或纺制阻燃纤维的方法, 特别适合没有极性基团的聚合物, 例如聚丙烯〔5〕。接枝改性法是用放射热、高能的电子束或化学引发剂使纤维( 或织物) 与阻燃单体发生接枝共聚, 是获得有效而持久的阻燃改性方法。接枝阻燃改性纤维的阻燃性与接枝单体中阻燃元素的种类及接枝部位有关, 接枝部位对阻燃效果的影响次序为: 芯部接枝>均匀接枝>表面接 …… 此处隐藏：3334字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……