CP阻燃面料是使用CP阻燃剂整理的一种面料。CP阻燃是一个复杂的工艺。

以下是其整理工艺及其优，缺点：

1　阻燃机理

本试验的反应原理是催化脱水论,主要是改变纤维的热裂解过程,其阻燃机理是,阻燃剂在高温下分解成磷酸,导致棉纤维素分子链在断裂前产生强烈脱水反应(C6H10O5)n→6nC 5nH2O,纤维分解炭化并产生水分,甚至发生某些交联作用,阻止左旋葡萄糖的生成,抑制可燃气体产生,使挥发性液体大大减少,固体碳量大大增加,同时经阻燃整理的织物裂解温度降低,裂解时间缩短,产物中可燃性气体(CO、C2H4、C2H6)减小,不燃性气体(CO2等)增加。

阻燃剂CP与六羟甲基三聚氰胺树脂等其他助剂配制成整理工作液,采用一般轧→烘→焙工艺技术,使阻燃剂分子中的羟甲基与纤维素纤维中的羟基反应形成酯,以共价键牢固结合,因此具有较高的耐洗性,又因其属单官能团,所以整理后的织物强力损失小。

2　试验部分

2 .1　材料与仪器

试验用织物为纯棉白布。试剂有棉织物阻燃剂CP,6MD树脂,六水合氯化镁,磷酸(85%),尿素,柔软剂VS,渗透剂JFC。

仪器有Y801A型恒温烘箱,HJ-4磁力搅拌器,JMU5051型实验小轧车,YP600型电子天平,YG026型织物强力测试仪,ZBD白度仪,YG815A型织物阻燃性能测试仪,YG813型氧指数测定仪。

2 2　测试

(1)织物的阻燃性能　包括续燃时间、阴燃时间和纤维损毁长度,按GB5455-85纺织织物燃烧性垂直燃烧法测试。

(2)织物的极限氧指数　按GB5454-85纺织织物燃烧性能氧指数法测试。

(3)织物的断裂强力　包括织物的经向强力和纬向强力,按GB3926-83《标准化工作导则编写标准的一般规定》中GB3291-82《纺织名词术语(纺织、纺织产品通用部分)》测试。

2 3　整理工艺流程

织物→浸轧(含阻燃剂CP、6MD树脂、催化剂、柔软剂、渗透剂、尿素、磷酸的整理液,pH4 5～5 4;室温二浸二轧,轧余率为(85%)→烘燥(3min)→焙烘→水洗→烘干→冷却。

水洗后整理浴的pH值大约为8左右。

2 4　正交试验设计

本实验确定棉织物阻燃剂CP、6MD树脂、焙烘温度和焙烘时间为正交试验的主要因素,探讨其对棉织物阻燃性能的影响。为此,设计了4因素3水平L9(34)的正交试验设计,因素和水平见表1。

3　结果与讨论

3 .1　原布性能

为更好地比较原布和处理后织物的各项性能,对原布的阻燃性能、极限氧指数、断裂强力和白度进行了测试,具体数据见表2。

3 2　方差及多重比较分析

为得出棉织物阻燃整理的最佳整理工艺,需对表征棉织物阻燃性能各参数进行分析,主要参数值见表3。

3 2 1极限氧指数

极限氧指数的方差分析结果见表4。

从表4中可看出,通过F检验,因素A为非常显著因素,B为显著因素。而因素C、D达不到显著水平,为次要因素。故将因素A、B作为重要因素进行多重比较,结果见表5。

对极限氧指数,数值越高越好。从表5可看出,多重比较的结果以A3和B2为最好。故从极限氧指数看,最优组合为A:CP阻燃剂添加量为430g/L;B:6MD树脂添加量为85g/L;C、D因素不论。

3 2 2续燃时间

续燃时间方差分析结果见表6。

从表6中可看出,通过F检验,因素A、B、C、D4因素都无显著差异,即这4个因素的各水平对此指标无显著意义。其中A、B、D相对较重要,对这3个因素进行多重比较,结果见表7。

对续燃时间,数值越小越好。从表7中可看出,多重比较的结果是A因素的A3最好、B因素的B2为最好,D因素的D1最好。

故从续燃时间这一指标来讲,最优组合为A:CP阻燃剂添加量为430g/L;B:6MD树脂添加量为85g/L;D:焙烘时间为2min,C不论。

3 2 3阴燃时间

阴燃时间方差分析结果见表8。

从表8中可看出,通过F检验,因素A、B、C、D这4个因素都无显著差异,但D因素相对来说比较重要,其余为次要因素,对D因素进行多重比较,结果见表9。

对阴燃时间,数值越小越好。从表9中可看出,多重比较的结果是,D因素的D1最好。故从续燃时间这一指标来讲,最优组合为D:焙烘时间为2min,其余因素不论。

3 2 4损毁长度

损毁长度方差分析结果见表10。

从表10中可看出,通过F检验,因素A和B因素均为重要因素。而因素C和D为次要因素。故将因素A、B作为重要因素进行多重比较,结果见表11。

对损毁长度,数值越小越好。从表11中可看出,多重比较的结果是A3和B2最好。

故从极限氧指数讲,最优组合为A:CP阻燃剂添加量为430g/L;B:6MD树脂添加量为85g/L;C、D因素不论。

3 2 5断裂强度

断裂强度方差分析结果见表12。

从表12中可看出,通过F检验,因素A、B、C、D这4个因素都无显著差异,但其中A因素和C因素相对较重要,故将A因素和C因素进行多重比较,结果见表13。

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对断裂强度,数值越高越好。从表13中可看出,多重比较的结果是A1和C3最好。故从断裂强度讲,最优组合为A:CP阻燃剂添加量为370g/L;C:焙烘温度为165℃;B、D因素不论。

对阻燃整理棉织物的性能好坏,极限氧指数、续燃时间、阴燃时间和损毁长度为较重要的衡量指标。棉织物的白度经阻燃整理后变化不大,可不作为重要指标考虑。综上分析可得出,棉织物的最佳阻燃整理工艺为A3B2C3D1,即CP阻燃剂的用量为430g/L;6MD树脂的用量为85g/L;焙烘温度为165℃;焙烘时间为2min。其他,助剂用量为催化剂4g/L,渗透剂1g/L,柔软剂9g/L,尿素6g/L,磷酸6g/L。

由方差分析得出的结果A3B2C3D1实验组合不在正交表的9组实验中,其原因是用正交表安排的9个实验只是全部81种搭配中的典型代表,而由这9个代表把81种搭配中较好的因素水平挑出来也正是其优点。

4　结论

(1)含N、P元素的试剂对棉织物有阻燃作用,且这类阻燃剂不含甲醛,对环境无影响。本试验得到的最佳整理工艺为阻燃剂CP430g/L,6MD树脂85g/L,焙烘温度165℃,焙烘时间为2min。经整理后织物的阻燃时间和阴燃时间均为0min。

(2)用阻燃剂整理棉布时阻燃效果与织物手感和断裂强力之间存在一定的矛盾。在保证了阻燃效果的前提下,织物的手感断裂强力均有一定损失。

(3)处理后棉织物的极限氧指数越大,续燃时间、阴燃时间和棉织物损毁长度越小。

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