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词条 阻燃整理
释义

§ 历史

阻燃面料

17世纪就已有关于纺织物阻燃整理的记载。19世纪20年代法国化学家盖吕萨克研究磷酸盐等对麻织物的阻燃作用。他指出,一些低熔点的化学品熔融后能覆盖在织物上,或受热能生成不燃性气体,有一定的阻燃作用。1913年W.H.珀金用锡酸钠等作纤维素纤维的阻燃整理剂。第二次世界大战期间曾用氧化锑作阻燃剂。此后,化学家对纺织物的阻燃问题作了进一步的研究,并生产出一些效果较好的阻燃剂。

§ 用途

阻燃衣服和面料

织物经阻燃整理后,并不能达到如石棉的不可燃程度,但能够阻遏火焰蔓延,当火源移去后不再燃烧,并且不发生残焰阴燃。阻燃整理织物可用于军事部门、工业交通部门、民用产品,如地毯、窗帘、幕布、工作服、床上用品及儿童服装等。

§ 原理

纺织物的燃烧是一个复杂的过程。它们的易燃性除了纤维的化学组成以外还和织物结构以及织物上染料等物质的性质有关。阻燃剂的作用主要是:改变纤维着火时的反应过程,在燃烧条件下生成具有强烈脱水性的物质,使纤维炭化而不易产生可燃的挥发性物质,从而阻止火焰的蔓延。阻燃剂分解产生不可燃气体,从而稀释可燃性气体并起遮蔽空气作用或抑制火焰的燃烧。阻燃剂或其分解物熔融覆盖在纤维上起遮蔽作用,使纤维不易燃烧或阻止炭化纤维继续氧化。

§ 阻燃剂

选用阻燃剂时,除了必须考虑阻燃效果和耐久程度外,还必须注意对织物的强度、手感、外观、织物染料色泽及色牢度有无不良的影响;对人体皮肤有无剌激,阻燃剂在织物受热燃烧时有无毒气产生,与其他整理剂的共容性等。

无机阻燃剂

(1)将硼砂与硼酸按照7:3比例混合溶解于水,织物浸渍干燥后,增重6%~10%就可获得阻燃效果。磷酸氢二铵、硼砂、硼酸按照5:3:7比例混合应用有同样的效果。

织物在这两类阻燃剂溶液中浸渍烘干后,在织物受热燃烧时,会熔融形成薄膜包覆在纤维表面,将纤维与火源、空气隔离,阻止燃烧进行,达到阻燃目的。铵盐受强热分解出难燃的氨气,起冲淡织物受热分解出的可燃气作用。但此类阻燃剂不耐水洗,不宜用于露天应用的织物,如帐篷及必须经常洗涤的织物。

(2)锑钛络合物:将氯化钛与氧化锑的混合液浸轧织物,烘至半干,用氨气处理后可与纤维素反应,生成纤维素锑钛络合物,同时水解生成的氢氧化钛与氢氧化锑沉积在纤维上。纤维受强热燃烧时,有脱水作用,降低了纤维热分解时产生的可燃性气体及焦油物质,因而具有优良及较耐久的阻燃效果,同时还有防霉功能,但整理后织物的手感较差,强力下降较多。

有机阻燃剂

(1)普鲁本阻燃剂:是一种稳定的四羟甲基氯化膦-尿素化合物,即THPC-尿素初缩体。阻燃性能良好,耐洗性好,并能较好地保持织物原有特性,强力降低少。在国外应用广泛,我国于80年代引进了这种阻燃剂及整理技术。其主要工艺流程如下:

织物浸轧工作液→烘干→氨熏→氧化→碱洗→皂洗→水洗→烘干。

(2) 派罗伐特克斯CP(Pyrovatex CP):是一种含有机磷与氮化合物的阻燃剂,我国也生产类似产品。此法工艺较简单,可用通常的轧→烘→焙法,在一般设备上即可生产。产品耐洗,手感好,阻燃性能也好,但织物强力降低较多。

(3) 十溴联苯醚和三氧化二锑协合阻燃剂:主要用于涤纶或涤棉混纺织物,藉粘合剂将其固着在织物上,这种阻燃剂无毒无污染,阻燃效果好,也较耐洗。涤棉混纺织物由于棉纤维的支架作用,协合阻燃剂用量必须在30%以上时才有阻燃效果。

国内外阻燃品种较多,大都是卤素、磷、氮的化合物。阻燃剂所起作用因品种不同而异,或起隔离织物与空气接触,如硼砂、硼酸混合物;或阻燃剂本身受热分解放出难燃或不燃气体冲淡可燃气;或改变纤维热分解物的成分;或生成高熔点灰烬,起到阻燃烧蔓延的作用。

§ 不同织物的阻燃整理

纤维素纤维织物的阻燃整理

纤维素纤维容易燃绕,所以对纤维素纤维纺织物的阻燃整理研究得最多。常用的阻燃剂主要是含磷化合物,如四羟甲基氯化磷(THPC)。整理时如与含氮或含卤素的化合物并用,可提高阻燃效果。THPC可与纤维素纤维发生交联,又能与三羟甲基三聚氰胺等发生缩合反应,常与尿素及三羟甲基三聚氰胺(TMM)等混和组成浸轧液。织物经浸轧后烘干,在140~150℃焙烘 4~5分钟使阻燃剂发生缩合反应而固着在纤维上。产品具有耐洗的阻燃性和防皱性,但织物的断裂强度和撕破强度有所降低。THPC和氨(NH3)起缩合反应,能生成网状结构的聚合物固着在纤维上,所以也可用THPC溶液浸轧织物。烘去大部分水分后,用氨熏固着法进行阻燃整理。THPC在整理过程中释出氯化氢,会损伤纤维,须在浸轧液中加入适量缓冲剂。THPC与氢氧化钠作用后可生成四羟甲基氢氧化磷(THPOH),也是良好的阻燃整理剂,由于在整理过程中无氯化氢释出,因而被广泛应用。

纤维素纤维属于易燃纤维,受强热时分解出可燃性气体C0、CH4、C2H6及焦油与固体炭,引起有焰燃烧及阴燃,致使燃烧迅速蔓延。但纤维素纤维没有熔融性,经阻燃剂整理后阻燃效果较好。热塑性纤维如涤纶、锦纶必须达到比熔点更高的温度才会着火燃烧,离开火源后,燃烧部分因呈熔融态会自行脱落,火焰即时熄灭。在涤棉、涤粘、涤麻等混纺或交织物中,则可熔融纤维被不熔融纤维所支持,离开火源后仍能继续燃烧且更猛烈,这就是“支架现象”。经阻燃整理的棉纤维支架作用更显著。因此,上述混纺织物阻燃整理效果常不理想,用十溴联苯醚及氧化锑处理的涤棉混纺织物虽有一定效果,但使用量过高,手感欠佳,还影响有色织物的色光。

涤纶织物的阻燃整理

涤纶是合成纤维中应用较广的品种,燃烧时熔融,熔融体落下能阻碍继续燃烧。涤/棉混纺织物燃烧时,棉纤维生成的炭化物使涤沦纤维熔融体落下受阻,燃烧不易熄灭。涤纶可用磷酸三(2,3-二溴丙)酯等作整理剂。

毛织物的阻燃整理

羊毛的回潮率和受热分解气体的着火点都比较高,而羊毛本身的含氮量又高。因此,羊毛不易燃烧而着火后有自熄性。其阻燃整理主要是利用钛盐或锆盐与纤维生成络合物,通常在织物染色后进行。一般是在60℃以下处理30分钟,也可与染色一并进行。

§ 阻燃性能的测试方法

常见的有:①测定织物燃烧的极限氧指数,也就是测定织物在氧氮混合气体中能维持燃烧所需最少的氧气体积含量。②按规定条件测定织物着火后燃烧持续时间和织物被烧焦的程度。③测定织物燃烧时热的传导速率。

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更新时间:2024/9/21 22:40:54