阻燃粘胶/Basofil混纺消防防护织物的研究
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浅谈阻燃粘胶纤维(整理)引言目前粘胶纤维生产技术成熟,有无限的原料基础,产量高、品种多、用途广。
因其优异的吸湿性、透气性、良好的染色性能、衣着舒适性和可生物降解性等特点,被广泛用于服装面料,如部队作战服、装饰面料及床上用品等,近年来在我国仍以较快的增长速度发展。
随着纺织阻燃材料市场需求的迅速发展,对纺织品以及粘胶纤维的阻燃性能、多功能性、环保性和耐久性的要求日益提高。
粘胶纤维的强度、模量较低,遇火极易燃烧引发火灾,极限氧指数只有17%左右,从而造成人身伤亡和财产损失,使其应用受到限制[1]。
但是随着新的纤维素品种及粘胶纤维生产工艺的改进,以及新型阻燃剂的开发等,粘胶纤维的物理机械性能有所改善。
本文将主要对粘胶纤维的阻燃机理、使用的阻燃剂、制造方法以及国内外阻燃粘胶纤维的研究现状进行简要介绍,以增加人们对此问题的了解和认识。
1. 纤维素纤维的燃烧机理纤维素纤维的燃烧过程如图1所示。
纤维和高温热源接触后吸收热量,发生裂解反应,生成大量可燃性气态产物,在氧存在条件下发生燃烧,燃烧产生的热量又促进了纤维的进一步裂解和燃烧,形成循环燃烧反应。
图1 纤维素纤维的燃烧过程纤维素纤维在接触火焰时,不收缩,不熔融而直接燃烧,烟气毒性较低;离开火源后仍能够继续燃烧,速度快且无余灰 [2]。
粘胶纤维的分子结构类似棉花,是一种再生的纤维素纤维,常常和木质素、半纤维素与天然树脂混合在一起[3]。
粘胶纤维属于非热塑性纤维,其物理性质在高温时不发生显著变化,TP (热裂解温度)和TC(燃烧温度)相等,均为350℃;其热对粘胶纤维的作用主要是化学变化,当温度达到其热对粘胶纤维的作用主要是化学变化,当温度达到TP时首先发生裂解[4]。
纤维素在不同的温度下的热降解主要有两种方式:一种是高温(大于250℃),产物主要是焦油等。
焦油的主要成分是左旋葡萄糖,而后,左旋葡萄糖裂解,产生大量易燃烧的低分子量物质,并形成二次焦炭。
各种纤维素纤维热降解产生的左旋葡萄糖的量如表1。
阻燃粘胶纤维研究进展摘要:近年来,我国的阻燃粘胶纤维技术有了很大进展。
阻燃粘胶纤维在服用纺织品、室内装饰织物、交通运愉、防护及工业用纺织品方面具有广泛的应用。
综述与剖析了阻燃粘胶纤维的进展,预测了阻燃粘胶纤维的未来发展趋势,对阻燃粘胶纤维的研发和应用具有一定的指导意义。
关键词:粘胶;阻燃;性能;进展引言纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖,占植物界碳含量的50%以上。
主要由植物通过光合作用合成,每年能生产约1.5×1012t,是自然界取之不尽、用之不竭的可再生资源。
因此不断挖掘和充分利用各种天然纤维素是我们材料科学工作者的当务之急。
1阻燃粘胶纤维用阻燃剂阻燃粘胶纤维用阻燃剂的种类繁多,按阻燃剂与被阻燃基材之间的关系,可分为反应型和添加型,前者以化学交联方法发生反应,留在纤维中,用于热固性材料;后者以物理形式分散于纤维中,适用于热塑性材料。
按阻燃元素进行分类,可分为卤系,有机磷系和磷-卤系等有机阻燃剂;磷-氮系,无机磷系,铝-镁系,硅系,硼系,钼系等无机阻燃剂。
传统的阻燃剂,如卤系阻燃剂,含有可吸附卤化物,有一定毒性,人体吸收后会危害健康;无机磷系阻燃剂,破坏水中营养盐平衡性,进而可能引起水质污染。
因此,阻燃粘胶纤维在保证低毒、高效的前提下,将朝着环保、多组分功能等方向发展。
例如研究人员青睐于价低、无毒、储量大,燃烧时无浓烟,残渣可自然分解,在且分解过程对环境无污染的硅系阻燃剂。
磷-氮阻燃剂具有协同效应,比单一的磷,或氮系阻燃剂效果更好。
2阻燃粘胶纤维的制备方法2.1共混法共混法是将阻燃剂加入纺丝熔体或溶液中纺制阻燃纤维,使纤维具有永久的阻燃效果,此法目前使用较多。
为了达到阻燃要求,在粘胶原液中需要添加大量的阻燃剂,通常是纤维重量的18%左右。
由于阻燃剂是在纺丝之前加入到粘胶原液中的,这就要求阻燃剂不仅要耐碱、耐酸和耐热,而且耐水洗皂洗和耐汗渍等牢度要求也很高。
由此法生产的阻燃粘胶纤维中阻燃剂与成纤大分子缺乏化学连接,故持久性较差,但因加工成本低廉而广泛应用。
织物用水性阻燃涂层胶的研究开发现状及展望2011-6-3 11:20:37在纺织品领域,尤其是各种帐篷、窗帘、沙发布、座椅布、地毯、桌布等产业用或家用纺织品方面,用阻燃涂层胶进行背面涂层为多数厂家青睐。
目前,水性阻燃涂层胶的研究、开发和应用正处于稳步发展的时期,如果能将安全环保、阻燃抑烟、应用性能、成本工艺更好的优化,未来水性阻燃涂层胶在织物领域的应用前景将更加广阔[1]。
一·水性阻燃涂层胶的基础原料制备水性阻燃涂层胶的主要原料是水性粘合剂和阻燃剂。
水性粘合剂常用的是水性聚丙烯酸酯(水性PA)和水性聚氨酯(水性PU)。
水性PA产品价格不高,黄变小,一般采用乳液聚合而得。
由于多采用外加乳化剂,在添加非离子表面活性剂和氨水的情况下,与阻燃剂配伍稳定性都比较好。
水性PA的成膜温度和软硬度、牢度、光泽度、交联度都可以通过各种基础单体和功能单体来灵活调配,然而,对水性PA成膜后热粘冷脆、交联产品甲醛超标、膜感或牢度不足等问题,产业界还是需要予以关注和持续努力。
水性PU由于高分子独特的软段和硬段结构,在涂层领域应用综合力学性能非常好,牢度、手感、膜感、耐水、耐洗性、耐剪切都比较好。
以芳香族异氰酸酯(如TDI/MDI)为原料的水性PU,成膜后耐磨耐寒、弹性韧性及牢度强度都比较好,缺点是容易黄变。
水性PU以阴离子产品为多,常通过引入的亲水扩链剂DMPA及中和剂三乙胺实现良好的自乳化功能,机械稳定性好,但耐电解质尤其是阳离子类的阻燃剂或助剂能力很差,即使添加大量非离子乳化剂,仍然容易破乳、起渣或结块。
另外,还有其他水性高分子也可以用作阻燃胶的粘合剂,比如PVC乳液、水性环氧树脂乳液、硅丙乳液、醋丙乳液、苯丙乳液、氯丙乳液、PUA乳液(其中后五种可算做水性PA乳液的改性产品)。
此外,还有以卤代丙烯酸酯为单体而制备的水性本质阻燃PA、以含磷多元醇或含卤多元醇或含磷异氰酸酯、卤代异氰酸酯为单体制备的水性本质阻燃PU、水性卤代环氧树脂等特种粘合剂。
浅谈阻燃粘胶纤维(整理)引言目前粘胶纤维生产技术成熟,有无限的原料基础,产量高、品种多、用途广。
因其优异的吸湿性、透气性、良好的染色性能、衣着舒适性和可生物降解性等特点,被广泛用于服装面料,如部队作战服、装饰面料及床上用品等,近年来在我国仍以较快的增长速度发展。
随着纺织阻燃材料市场需求的迅速发展,对纺织品以及粘胶纤维的阻燃性能、多功能性、环保性和耐久性的要求日益提高。
粘胶纤维的强度、模量较低,遇火极易燃烧引发火灾,极限氧指数只有17%左右,从而造成人身伤亡和财产损失,使其应用受到限制[1]。
但是随着新的纤维素品种及粘胶纤维生产工艺的改进,以及新型阻燃剂的开发等,粘胶纤维的物理机械性能有所改善。
本文将主要对粘胶纤维的阻燃机理、使用的阻燃剂、制造方法以及国内外阻燃粘胶纤维的研究现状进行简要介绍,以增加人们对此问题的了解和认识。
1. 纤维素纤维的燃烧机理纤维素纤维的燃烧过程如图1所示。
纤维和高温热源接触后吸收热量,发生裂解反应,生成大量可燃性气态产物,在氧存在条件下发生燃烧,燃烧产生的热量又促进了纤维的进一步裂解和燃烧,形成循环燃烧反应。
图1 纤维素纤维的燃烧过程纤维素纤维在接触火焰时,不收缩,不熔融而直接燃烧,烟气毒性较低;离开火源后仍能够继续燃烧,速度快且无余灰 [2]。
粘胶纤维的分子结构类似棉花,是一种再生的纤维素纤维,常常和木质素、半纤维素与天然树脂混合在一起[3]。
粘胶纤维属于非热塑性纤维,其物理性质在高温时不发生显著变化,TP (热裂解温度)和TC(燃烧温度)相等,均为350℃;其热对粘胶纤维的作用主要是化学变化,当温度达到其热对粘胶纤维的作用主要是化学变化,当温度达到TP时首先发生裂解[4]。
纤维素在不同的温度下的热降解主要有两种方式:一种是高温(大于250℃),产物主要是焦油等。
焦油的主要成分是左旋葡萄糖,而后,左旋葡萄糖裂解,产生大量易燃烧的低分子量物质,并形成二次焦炭。
各种纤维素纤维热降解产生的左旋葡萄糖的量如表1。