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织物阻燃技术浅析

发布日期:2021-05-20 08:50:43
    目前,随着社会的不断进步和人们对生活质量的要求越来越高,人们对纺织品的要求也越来越高。人们对纺织品的要求不再仅仅是简单的着装,而是更加注重其舒适、健康、美观和安全。因此,纺织企业需要花更多的时间研究纺织品的安全性能,包括其燃烧性能和特性。
 
    第一,织物阻燃剂。
 
    目前使用的阻燃剂多为磷、卤素有机物和有机物,个别使用环状芳香族磷酸醋、乙基四澳双酚a(聚酯)氯化聚丙烯、六嗅。
 
    一是阻燃机理。
 
    阻燃剂与燃烧密切相关。最新观点认为燃烧有四个要素——燃料、热源、氧气和链反应。通常,织物燃烧分为三个阶段,即热分解、热点燃(自燃)和热点燃(燃烧传播)。不同燃烧阶段的四个要素被相应的阻燃剂抵抗,形成各种阻燃机制和中断相阻燃机制。
 
    不同的阻燃机制产生不同类型的阻燃剂。无论什么样的阻燃剂,其阻燃机制都是为了使织物纤维制品经过阻燃处理后,有可能提高其氧指数。换句话说,使织物燃烧的临界条件难以达到,达到阻燃效果。其中氧指数是重要参数,氧指数越高,阻燃效果越好。通常氧指数不得小于28,公安部天津消防研究所开发的氧指数达到90的阻燃剂。
 
    二是阻燃剂分类。
 
    机械阻燃剂主要作用于凝聚相;含卤阻燃剂主要作用于气相;许多有机磷阻燃剂不仅作用于凝聚相,还具有中断热交换的作用。以下是这些阻燃。
 
    简述了剂的进展。
 
    (l)卤素阻燃剂。有机阻燃剂:卤素有机阻燃剂的阻燃作用是在一定高温下产生比空气重的卤化氢,堆积在燃烧物的外层,稀释周围的空气,隔绝新鲜空气,使燃烧物窒息,同时卤化氢捕捉氢氧自由基,减少火焰。
 
    有机阻燃剂:卤素有机阻燃剂的阻燃作用是在一定高温下产生比空气重的卤化氢,堆积在燃烧物的外层,稀释周围的空气,隔绝新鲜空气,使燃烧物窒息,同时卤化氢捕捉氢氧自由基,减少火焰。氯系阻燃剂的阻燃效果远不及澳系阻燃剂。因为C一CI键能(674卡/克)比C一Br键能(544卡/克)大得多,而且不容易产生游离氯。现在,氯系阻燃剂大多与无机阻燃剂配合使用,例如,美国Qxchem公司使用锌一铁化合物代替三氧化锑作为DechloramPlush的配合使用,取得了很好的效果。
 
    含卤阻燃剂在火引起的烟雾中含有卤酸,可能会导致电路系统开关和其他金属物体因火引起的腐蚀。对人体呼吸道等器官的危害更严重,正在被淘汰。
 
    无机阻燃剂:无机阻燃剂的主要功能是吸热,其主要优点是价格便宜。无机阻燃剂的发展趋势是提供更好的产品,一方面是向精细超细颗粒发展,另一方面是改善尺寸分布。Lonza公司备Mg(OH)2,Lonza公司可获得直径7,m,10,m。在锌和硼阻燃剂方面,美国Humphony化工公司将硼酸锌和钥匙混合,阻燃效果更佳。
 
    Lonza公司备Mg(OH)2,Lonza公司可获得直径7,m,10,m。有机磷阻燃剂的机理与无机磷阻燃机理相同。但由于对织物材料的结构和物理性能影响较小,大放异彩。此外,有机磷阻燃剂具有流动性强、吸烟量大、易水解、热稳定性差等缺点。有机磷阻燃剂主要包括卤磷和非卤磷。
 
    含卤磷酸醋:由于含卤磷两种元素,使阻燃剂在气相和凝聚同时发挥作用,阻燃效果十分理想,含卤磷酸醋具有挥发性低、无色、无嗅、耐水解等优点,但耐热性能较差。举例来说,美国FMC公司的新星DB一460是嗅代磷酸醋(含4%P和60%Br),因其高效、机械性能的维护和锑类协同剂的使用而备受青睐。
 
    为了提高热稳定性,美国AKZO公司开发了一种新型的澳代磷酸酷产品——Fyrol,该阻燃剂是由五嗅二苯氧化物和苯基磷酸醋混合而成,含有50个澳大利亚肠佳的热稳定性和耐焦性。
 
    含卤磷酸醋:由于含卤磷酸醋化合物引起的环境影响,人们的研究逐渐转向非含卤磷酸醋。比如美国Monanto开发的新产品磷酸芳基烷。
 
    醋酸,Santieizer2148,是一种低烟增塑剂,可用于PVC汽车座垫,织物,墙面涂料,家具等的阻燃剂。与普通芳香增塑剂(如TPP)相比,Santieizer2148是一种更有效的消烟阻燃剂。此外,它还具有比以往产品更高的烷基和芳基化合物热稳定性。原有的卤素有机物阻燃领域被无卤素有机磷化合物占据。
 
    无卤素有机磷阻燃剂的另一个特点是磷、氮协同作用和最佳发泡碳系统。综合上述条件,有机卤素阻燃剂逐渐处于劣势,但应用于织物阻燃的非卤素有机磷酸醋类性能优异,处于主导地位。
 
    第二,阻燃剂的应用。
 
    棉织物的阻燃性整理。
 
    棉织物燃烧整理发展迅速,目前国内成熟,阻燃剂基本自给,可工业化生产。阻燃科学是一门新兴学科,但随着工业技术的发展,国内外对阻燃工业的需求和要求越来越高。
 
    Proban/氨熏工艺,Proban法是英国WIISon公司首先应用于工业生产的技术,传统的Proban法是阻燃剂THPC(四轻甲基氯化仿)的烘焙工艺,经过改进。
 
    工艺流程为:浸轧阻燃整理干燥~氨熏~氧化~洗涤~干燥。我国已有北京光华、江阴印染厂、鞍山棉纺印染厂等引进国外助剂及设备生产。目前公认的阻燃效果好,织物强度低,手感影响小。但是因为设备问题而限制了它的推广。
 
    (2)pyrovatexCP整理技术。国内已有上海农药厂、常州化工研究所、天津合成材料研究所、华东理工大学、青岛纺织服装学院等机构生产该助剂。产品阻燃性能好,耐久性好,家庭洗涤50次以上,手感好,但强度稍大。国内使用这种阻燃剂的厂家有2、30家。
 
    (3)纯棉暂时性、半耐久性阻燃整理——电热毯、墙布、沙发布等织物的阻燃耐洗次数要求不高,此类产品可暂时或半耐久性阻燃整理。也就是说,它可以耐受1-15次的温和洗涤,但不耐皂洗。主要包括硼砂一硼酸、磷酸氢二钱、磷酞胺、双氰胺等。
 
    以上工艺应用于纯棉织物的工业化生产较少。青岛大学纺织服装学院SFR1203半耐久阻燃整理剂。
 
    毛织物的阻燃性整理。
 
    国际羊毛局研究的方法是用钦、错、轻基酸的复合物整理
 
    羊毛回潮率高,含氨量高,所以天然阻燃性好,但如果要求更高的标准,就需要进行阻燃整理。最早的羊毛阻燃处理是用硼砂和硼酸溶液浸渍,产品用于飞机上的装饰布。这种方法阻燃效果好,但不耐水洗。20世纪60年代以后,经过THPC处理,耐洗性好,但工序复杂,手感粗糙,失去了毛织物的性质。国际羊毛局研究的方法是用钦、错、轻基酸的复合物整理羊毛织物,获得满意的阻燃效果,不影响羊毛的手感,因此得到广泛应用。中国已有北京光华、江阴印染厂、鞍山棉纺印染厂等国外助剂和设备生产。自20世纪80年代后期以来,国内几个单位研究开发了毛用阻燃剂和整理工艺,取得了满意的结果。中国已有北京光华、江阴印染厂、鞍山棉纺印染厂等国外助剂和设备生产。
 
    目前,纯毛阻燃织物主要用于飞机舱、高档酒店等地毯、窗帘、墙面材料和军校官以上的军服。
 
    三是涤纶织物的阻燃整理。
 
    聚酯织物的阻燃整理至今尚未找到合适的理想阻燃剂。三(2,3一二嗅丙基)磷酸醋(TDBPP)对聚酯阻燃有一定效果,但有致癌作用。
 
    Mobilehemeo(Mobilehemeo)推出了Antiblaze19T阻燃剂,适用于100%涤纶织物,效果好,毒性小。常州化工研究所研制的FRC11是同类产品,常用。
 
    州针织总厂和上海针织厂使用阻燃剂生产纯聚酯针织品。此外,还研究了澳大利亚和锑化合物的整理剂,如十澳联苯醚、六嗅环十二烷、三氧化锑和五氧化锑。
 
    调查。将粘合剂加入工作液中,将阻燃剂粘合到织物上。但总的来说,整理织物的阻燃性还可以,但手感硬,有白霜、色变等现象,整理液的稳定性也不好。其主要原因是阻燃剂粒度大,容易聚沉,对纤维吸附能力差。根据国外的说法,颗粒大小在15nm一Zonm,则阻燃效果可提高3倍,手感柔软,耐洗。
 
    当前,我国对涤纶织物的研究主要有:常州化工研究所针织厂、常熟纬编织厂、辽宁经编厂、中国纺织大学、青岛大学纺织服装学院、石家庄纺织经编厂等。
 
    锦纶织物的阻燃性整理。
 
    磷、卤阻燃剂作为其他纤维的尼龙阻燃剂,效果并不理想。河北大学轻甲基脉树脂输送带采用尼龙布处理,效果更佳。青岛大学纺织服装学院用含硫、澳门、锑的化合物整理尼龙塔夫绸,效果更好。
 
    睛纶织物的阻燃性整理。
 
    与聚酯、锦纶相比,睛纶更容易燃烧,氧指数仅为18-18.5,是一种可燃纤维。青岛大学纺织服装学院研究开发了一系列用于剪绒装饰织物的阻燃剂。产品氧指数29以上,碳生长8以上。低于m,基本无继燃、阴燃,开发的睛纶剪绒装饰布可用于汽车、飞机、宾馆及家庭的沙发、装饰布等。
 
    6.聚酯/棉混纺织物的阻燃整理。
 
    涤纶/棉混纺织物用量大,其阻燃产品研究也十分活跃。涤纶与棉织物是两种纤维,燃烧性能各不相同,混纺后的燃烧过程更为复杂。阻燃科学是一门新兴学科,但随着工业技术的发展,国内外对阻燃工业的需求和要求越来越高。
 
    第三,织物阻燃剂科学展望。
 
    相比之下,中国阻燃工业需要进一步改进新产品的开发,大部分停留在模仿海外产品的阶段。发达国家非常重视阻燃工业,新的阻燃剂层出不穷。相比之下,中国阻燃工业在开发新产品方面需要进一步提高,大部分停留在模仿海外产品的阶段。目前,中国科技大学国家火灾重点实验室也初具规模,正在积极开展新一代阻燃研究。
 
    显然,随着加工设备的改进和研究能力的提高,人们对阻燃剂的性能要求越来越高。总的来说,未来阻燃剂的发展大致有以下趋势:
 
    (1)开发高效、无毒、对材料性能影响小的阻燃剂。从而趋向于开发反应阻燃剂和相溶性好的添加阻燃剂。
 
    (2)开发具有协同作用的阻燃剂,如磷、氮、嗅在分子或分子之间的组合。
 
    (3)开发不同应用范围的系列阻燃剂。
 
    近几年来,阻燃纺织品的发展趋势将受到几场大火的推动,其方法不外乎开发阻燃纤维和织物阻燃整理。织物阻燃整理的关键是开发适合聚酯/棉混纺的织物和尼龙织物的阻燃剂和加工方法,这是未来研究的重点。二是有机磷阻燃剂。
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