织物阻燃剂突然类型及阻燃剂阻燃原理

织物阻燃剂分类织物阻燃剂是一种能够提高织物防火性能的化学物质。

根据其化学性质和作用机制的不同，可以将织物阻燃剂分为多种不同类型。

本文将对几种常见的织物阻燃剂进行分类和介绍。

一、物理阻燃剂物理阻燃剂是一种通过改变织物的物理性质来提高其防火性能的阻燃剂。

其中最常见的一种是阻燃纤维。

阻燃纤维是一种通过在纤维内部添加阻燃剂或通过表面涂覆形成的纤维，可以有效地提高织物的抗燃性能。

此外，还有一些物理阻燃剂通过增加织物的厚度和密度来提高其防火性能，如增加织物的重量、增加织物的层数等。

二、化学阻燃剂化学阻燃剂是一种通过改变织物的化学反应来提高其防火性能的阻燃剂。

常见的化学阻燃剂有磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和溴系阻燃剂等。

1. 磷系阻燃剂磷系阻燃剂是一类通过在织物中添加含磷化合物来提高其防火性能的化学物质。

磷系阻燃剂能够在织物燃烧时释放出磷酸盐，并与燃烧过程中产生的自由基反应，从而阻止燃烧的传播。

磷系阻燃剂具有阻止燃烧、降低烟雾产生和减少有毒物质释放的优点。

2. 氮系阻燃剂氮系阻燃剂是一类通过在织物中添加含氮化合物来提高其防火性能的化学物质。

氮系阻燃剂能够在织物燃烧时释放出氮气，并与燃烧过程中产生的自由基反应，从而降低燃烧的温度和速率，阻止燃烧的传播。

氮系阻燃剂具有阻止燃烧、降低烟雾产生和减少有毒物质释放的优点。

3. 溴系阻燃剂溴系阻燃剂是一类通过在织物中添加含溴化合物来提高其防火性能的化学物质。

溴系阻燃剂能够在织物燃烧时释放出溴化物，并与燃烧过程中产生的自由基反应，从而阻止燃烧的传播。

溴系阻燃剂具有阻止燃烧、降低烟雾产生和减少有毒物质释放的优点。

三、加工阻燃剂加工阻燃剂是一种通过在织物表面加工处理来提高其防火性能的阻燃剂。

常见的加工阻燃剂有阻燃涂层和阻燃涂料等。

阻燃涂层是一种通过在织物表面形成一层阻燃膜来提高其防火性能的加工方法。

阻燃涂料是一种通过在织物表面涂覆一层阻燃涂料来提高其防火性能的加工方法。

织物阻燃剂根据其化学性质和作用机制的不同可以分为物理阻燃剂、化学阻燃剂和加工阻燃剂。

阻燃布料的原理和特点
阻燃布料的原理和特点主要有:
1. 原理:在布料中添加阻燃剂,改变其燃烧性能,提高闷燃温度,减缓燃烧速率。

常用的阻燃剂有氧化钛、氧化锌、氧化铝等。

2. 特点:
(1)阻燃性能好,可抑制火焰燃烧蔓延。

(2)烧后char残留物丰富,起隔热绝缘作用。

(3)冒烟量低,有利于避险逃生。

(4)材料强度好,使用寿命长。

(5)无毒无害,安全环保。

(6)提高了织物的耐久性、弹性。

(7)色牢度高,不易褪色。

(8)成本低廉,适合大规模生产。

综上,阻燃布料既保证了功能性,又兼顾了安全性,非常适合制作围裙、工作服、窗帘、床上用品等,在生活和工业领域具有广泛的应用前景。

张洪昆（天津工业大学，天津300160）摘要：论述了阻燃剂的主要种类[包括无机阻燃剂、有机阻燃剂(含卤阻燃剂、有机磷阻燃剂)]、阻燃机理(包括吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、气体稀释作用、凝聚相阻燃)及阻燃整理技术(包括纳米阻燃、微胶囊阻燃、超细化、表面改性、消烟、交联、大分子技术等),简单介绍了阻燃效果的测试方法(包括燃烧实验法、限氧指数法、发烟性试验法、闪点和自燃点测定、阻燃整理热分析等),提出研究开发高效、低毒、低烟释放量、性价比高及功能多的阻燃纺织品是努力的方向.关键词：阻燃剂;阻燃机理;阻燃整理;测试方法中图分类号:TQ314.24文献标识码:A文章编号:1004－0439(2009)02－0007－05纺织品阻燃综述The review of flame retardancy on textilesZHANG Hong -kun（Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300160,China ）Abstract ：The main types of flame retardant agents (inorganic and organic flame retardant agents,such as halogen flame retardant,organic phosphorus-based flame retardant),mechanism (heat-absorbing function,cov －ering,restraining chain reaction,diluting effect of gas,condensed phase flame retardancy)and technology of flame retardant finish (nano-flame retardancy,microcapsulation of flame retardancy,super refine,surface modi －fication,smoke abatement,crosslinking and macromolecule technology etc.)were discussed.The testing meth －ods of evaluating flame retardant effect (combustion experiment method,limited oxygen index method,smoke test,flash point and self-ignition point measurement,thermal analysis of flame retardant finish etc.)were simply introduced.It was pointed out that the direction of flame retardant textiles was to develop high efficiency,low toxicity,low smoke,more cost-effective and multi-functional textiles.Key words ：flame retardant agent;flame retardant mechanism;flame retardant finish;testing method收稿日期：2008-03-27作者简介：张洪昆(1980-),女,天津大港人,在读硕士,主要从事生态纺织品的开发与研究.目前使用的纺织材料大都属于易燃或可燃性材料.纺织品常常是造成火灾的最初着火物,而每年因火灾造成的人员伤亡和经济损失不计其数.如何减少纺织品燃烧危险性及燃烧时有毒气体的释放,降低生命财产损失,已引起全人类的关注和重视.因此,有关阻燃的各个方面已成为人们关注的课题.1阻燃剂阻燃剂是一种能够提高易燃或可燃物难燃性、自熄性或消烟性的助剂,是重要的精细化工产品和合成材料的主要助剂之一.[1]近年来,随着防火安全标准的日益严格,全球阻燃剂用量一直呈上升趋势[2],预计在今后5年内,全球阻燃剂需求量年均增长率可达4%~5%.[3]1.1纤维燃烧过程纤维材料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.1.1.1棉纤维纤维素是由许多脱水的β-葡萄糖(C 6H 10O 5)以1,4甙键联接的多糖类,而棉纤维的主要成分是纤维素,印染助剂TEXTILE AUXILIARIES Vol．26No．2Feb ．2009第26卷第2期2009年2月[4]23印染助剂26卷经热重分析可知:在200℃以下,棉纤维素吸热产生不燃性气体,如水蒸汽和痕量二氧化碳;超过200℃后,水蒸汽和二氧化碳的生成量减少,纤维素的分子链开始断裂,但生成的气体仍不会着火燃烧;300℃以上时,产物主要是可燃性醛酮类和焦油等;超过500℃,主要由炭化物生成残渣.经阻燃整理的棉纤维,在300℃左右就开始脱水炭化,抑制了400℃以上纤维素1,4甙键断裂时生成左旋葡聚糖.β-葡萄糖1,4甙键断裂的中间产物是左旋葡聚糖或1,6-脱水-β-D呋喃葡萄糖(1,6-anhydro-β-D-glucofuranose),前者容易生成各种可燃性气体.1.1.2涤纶纤维涤纶纤维[5]的化学成分是聚对苯二甲酸乙二酯,裂解产物有气体、焦油状高沸点物和残渣.3类裂解产物的比例随温度不同而异.其中,气体随温度升高而增加,焦油状高沸点物在600℃时出现最大值,而残渣则随温度升高而减少,气体和焦油状高沸点物是决定其燃烧性的关键.U.Einsele研究后指出:涤纶纤维的裂解产物至少有30种以上,涤纶纤维燃烧时产生的大量烟雾是由苯、苯甲酸、对苯二甲酸等芳香族化合物引起的,与纤维素的裂解产物相比,其裂解产物的自燃温度高.涤纶纤维不论是否已做阻燃整理,其热重分析和差示扫描量热法的曲线图谱都无太大差别,甚至裂解物也雷同,据此可认为其阻燃剂的作用主要发生在气相.1.2阻燃机理[6]所谓“阻燃”,不是阻燃整理后纺织品在接触火源时不燃烧,而是使织物在火焰中能降低其可燃性,减缓蔓延速度,不形成大面积燃烧,而离开火焰后,能很快自熄,不再续燃或阴燃.阻燃剂主要通过吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、气体稀释作用等发挥阻燃效果.1.2.1吸热作用任何燃烧在短时间内所放出的热量都是有限的,如果能在较短时间内吸收火源所放出的部分热量,火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于自由基(由气化的可燃分子裂解生成)的热量就会减少,燃烧就能得到一定程度的抑制.在高温条件下,阻燃剂强烈地吸收燃烧放出的热量,降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延.1.2.2覆盖作用在高温下,阻燃剂能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,达到阻燃目的.如有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层,炭化层既能阻止聚合物进一步热解,又能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程.1.2.3抑制链反应根据燃烧的链反应理论,维持燃烧的是自由基.阻燃剂可作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止.含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也挥发出来,并与热分解产物同处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止.1.2.4气体稀释作用阻燃剂吸热分解释放出氮气、二氧化碳、二氧化硫等不燃性气体,使纤维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,抑制继续燃烧.1.2.5凝聚相阻燃在凝聚相反应区,阻燃剂可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,起到阻燃作用.由于纤维的分子结构及阻燃剂种类不同,阻燃作用也十分复杂,在某一特定阻燃体系中,可能涉及一种阻燃作用,也可能涉及多种阻燃作用,实际应用中包括多种阻燃作用.1.3阻燃剂的分类有阻燃作用的元素在周期表的第三主族、第五主族、第六主族、第七主族,镁、钡、锌、锡、钛、铁、锆和钼的化合物也有所应用.按耐久性可分为非耐久性、半耐久性和耐久性;按使用方法和在聚合物中的存在形态可分为添加型和反应型.本文介绍按化合物类型分类的无机和有机阻燃剂.1.3.1无机阻燃剂无机阻燃剂的主要作用是吸热,具有稳定性高、不易挥发、烟气毒性小和成本低等优点,但不具有耐洗性.这是由于无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性,与非极性织物的兼容性差,将向精细、超精细颗粒和改善尺寸分布方向发展.[7]1.3.2有机阻燃剂1.3.2.1含卤阻燃剂含卤阻燃剂通过产生比空气重的卤化氢沉积在82期燃烧物的外层,稀释及隔绝空气,使被燃物窒息,同时,卤化氢捕捉氢氧自由基,使火焰减小.但含卤阻燃剂在燃烧时产生大量烟雾和有毒腐蚀性气体,可能导致电路系统开关和其他金属对象的腐蚀,对人体呼吸道和其他器官的危害更严重,正趋于淘汰.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.[8]1.3.2.2有机磷阻燃剂[9]有机磷阻燃剂的阻燃机理与无机磷阻燃剂相同,但对织物的机械物理性能影响较小.主要包括卤磷系和非卤磷系.卤-磷阻燃剂分子中兼有溴和磷或溴、磷和氮原子,在阻燃性能方面起协同增效作用.分子中溴含量低,燃烧过程中发烟量少,有害气体挥发物少;一定程度的溴含量可改善一般磷酸酯类阻燃剂挥发性大、抗迁移性差和抗热老化性欠佳的缺点.主要产品有二溴辛戊二醇(DBNPG)、二溴辛戊二醇磷酸酯以及二溴辛戊二醇磷酸酯氰胺盐等.卤磷系由于同时含有卤素和磷,可在气相和凝聚相同时发挥作用,阻燃效果理想,又具有挥发性低、无色、无臭、耐水解性等优点,但耐热性差.2阻燃整理技术2.1传统阻燃方法2.1.1阻燃纤维[10]阻燃纤维的制造方法:(1)共聚法,在成纤高聚物的合成过程中,把含有磷、卤素、硫等阻燃元素的化合物作为共聚单体引入大分子链上再引到纤维中;(2)共混法,将阻燃剂加入纺丝熔体或纺制阻燃纤维的方法;(3)接枝改性,用放射热、高能电子束或化学引发剂使纤维(或织物)与乙烯基型阻燃单体进行接枝共聚反应,是获得有效而持久阻燃改性的方法.2.1.2阻燃整理阻燃整理主要在纺织品后整理过程中对织物进行表面处理,即通过吸附沉积、化学键合、非极性范德华力结合及粘合等作用,使阻燃剂固着在织物上,从而获得阻燃效果.[11]织物进行阻燃整理的加工形式[12]:(1)浸轧烘焙法,工艺流程为浸轧→预烘→焙烘→后处理.浸轧液为阻燃剂溶液,由阻燃剂、交联剂、催化剂、渗透剂和强保剂组成,配制成水溶液或乳液进行整理;(2)浸渍烘燥法,工艺流程为浸渍→干燥→后处理.将织物放在阻燃液中浸渍一定时间,取出烘干即可,有时阻燃整理可与染色同浴进行;(3)涂层法[13],将阻燃剂混入树脂内进行加工.根据机械设备的不同分为刮刀涂层法、浇铸涂布法和压延涂层法;(4)喷雾法,不能用普通设备加工的厚幕布、大型地毯等商品,可在最后一道工序做手工喷雾法的阻燃整理.对于膨松性表面有花纹、簇绒、绒头起毛的织物,用浸轧法会使表面绒毛花纹受到损伤,一般采用连续喷雾法;(5)有机溶剂法,用有机物溶解阻燃剂,然后进行阻燃整理,能使整理时间缩短,但会影响织物的强力、手感和色光,且阻燃耐久性不如原丝改性.在操作过程中,必须注意溶剂的毒性和燃烧性.2.2新型阻燃方法[14-18]2.2.1纳米阻燃有些纳米材料具有阻止燃烧的功能,加入到可燃材料中,利用其特殊的尺寸和结构效应,改变可燃材料的燃烧性能,使之成为具有防火性能的材料.利用纳米技术可以改变阻燃机理,提高阻燃性能.纳米粒子尺寸很小,比表面积很大,所表现的表面效应、体积效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应,为设计和制备高性能、多功能新材料提供了新的思路和途径.例如,聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料可提高燃烧性能:(1)在聚合物基体中以纳米尺寸分散的层状硅酸盐片层对聚合物分子链的活动性具有显著的限制作用,受热分解时比完全自由的分子链具有更高的分解温度.此外,由于层状硅酸盐片层的物理交联点作用,复合材料在燃烧时更容易保持初始的形状,表现出良好的阻燃性能;(2)分布于聚合物基体中的层状硅酸盐片层具有良好的气液阻隔性能,当聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料燃烧时,位于燃烧表面的层状硅酸盐片层可以阻隔聚合物分子链分解而产生的可燃性小分子向燃烧界面迁移,同时延缓外界氧气向燃烧界面内部迁移的速度,使燃烧延缓,起到阻燃作用.2.2.2微胶囊阻燃把阻燃剂研碎分散成微粒后,用有机物或无机物进行包裹,形成微胶囊阻燃剂,或者以比表面积很大的无机物作载体,将阻燃剂吸附在无机载体的空隙中,形成蜂窝式微胶囊阻燃剂.制备方法有分散包裹法、凝聚法及载体包裹法.阻燃剂微胶囊化的优点:(1)改善阻燃剂的稳定性;(2)改善阻燃剂与树脂的相容性,改善材料物理机械性能降低的现象;(3)改善阻燃剂的多种性能,扩大其应用范围.2.2.3超细化无机阻燃剂与合成材料的相容性较差、添加量大,张洪昆：纺织品阻燃综述,[4]249印染助剂26卷会使材料的力学性能和耐热性能有所降低.因此,对无机阻燃剂进行改性,增强其与合成材料的相容性,降低用量成为无机阻燃剂的发展趋势之一.等量阻燃剂,其粒径愈小,比表面积愈大,阻燃效果愈好.从亲和性方面考虑的超细化增强了界面的相互作用,可更均匀地分散在基体树脂中,有效地改善了共混料的力学性能.2.2.4表面改性无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性,与非极性聚合物材料的相容性差,界面难以形成良好的结合和粘接.为改善其与聚合物间的粘接力和界面亲和性,采用偶联剂对其进行表面处理是最有效的方法之一.刘丽君等将经过改性的氢氧化铝应用于聚丙烯中,其比表面积增大、分散性变好,填充聚丙烯后明显改善熔融现象,具有较好的阻燃效果,并且提高了材料的力学性能.[19]2.2.5消烟聚合物燃烧产生的窒息性烟雾会造成严重的大气污染,也给扑火带来极大困难,所以,必须兼顾阻燃与抑烟效果,含卤高聚物、卤系阻燃剂和锑类化合物是主要的发烟源.除了阻燃剂的非卤化外,对含卤高聚物采用添加消烟剂是解决发烟的另一措施.2.2.6交联交联高聚物的阻燃性能比线型高聚物好,中国科学技术大学的贾少晋等通过γ辐射使HDPE/EPDM 阻燃体系发生交联,减少了燃烧时可燃性熔体的滴落,也改变了共混高聚物的表面结构及界面结构,增强了机械强度.[20]2.2.7大分子技术大分子技术是阻燃研究中的新技术之一.溴系阻燃剂的主要缺点是会降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性,燃烧时产生较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体,应用受到限制,其发展方向是提高溴含量和增大分子质量.现在,一些公司和研究部门正通过大分子技术来改变这种状况.如美国Ferro公司的PB68主要成分为溴化聚苯乙烯,分子质量15000,溴含量达68%;溴化学法斯特公司和Ameribrom公司分别开发的聚五溴苯酚基丙烯酸酯,溴含量达70.5%,分子质量30000~ 80000.这些阻燃剂在迁移性、相容性、热稳定性、阻燃性等方面均优于许多小分子阻燃剂,有可能成为更新换代产品.[21]3阻燃效果测试方法阻燃后织物可燃性的评定方法:(1)点火性,即着火点高低,表示织物起火的难易;(2)燃烧性能,即在特定条件下,沿着样品燃烧的速率.3.1燃烧实验法燃烧实验法主要测定试样的燃烧广度(炭化面积和损毁长度)、续燃时间和阴燃时间.将标准试样在规定的试验条件下点燃12s,除去火源后测定试样的续燃和阴燃时间.阴燃停止后,按规定方法测出损毁长度.按试样与火焰的相对位置,可以分为垂直法、倾斜法和水平法,目前垂直法是最普遍的测定方法.垂直燃烧试验分损毁长度法、火焰蔓延性能测定法GB/T5456-1997[22]、试样易点燃性测定法GB8746-88[23]和表面燃烧性能测定法GB8745-88.[24]3.2限氧指数法限氧指数法GB/T5454-1997[25]是指在规定的实验条件下,在氧、氮混合气体中,材料刚好能保持燃烧状态所需的最低氧浓度LOI(O2所占混合气体的体积百分数).3.3发烟性试验法分析各类火灾资料可知,燃烧物的烟雾和毒性的危害性比燃烧时产生的火焰和热量更严重,是导致人死亡的主要原因.国内外都有专用测试仪器,原理较多采用光透过法,通过烟密度测出透过率和时间曲线,从中得出各种参数,包括光密度、最大烟密度、平均发烟速度以及透光率,从最大到75%(比光密度)所需要的时间,从而较全面地评价阻燃纺织材料的发烟性.3.4闪点和自燃点测定法闪点指材料受热分解放出可燃性气体,并刚刚能被外界小火焰点着时周围空气的最低温度.自燃点指材料受热达到一定温度后不用外界点火源点燃,而是自行爆炸或燃烧时周围空气的最低温度.3.5阻燃整理热分析阻燃测试常用热重分析法(TGA)和差示扫描量热法(DSC).利用热重分析法(TGA)可测定纤维的热失重变化,可比较织物的阻燃效果;差示扫描量热法(DSC)可以分析纤维的分解温度变化,表明阻燃前后裂解方式改变.还可以利用色谱-质谱联用,研究纤维的热裂解产物等.3.6锥形量热仪测试法锥形量热计能模拟真实燃烧时的各种参数,主要采用氧消耗原理测量材料燃烧时的释热速率,还可以测量材料燃烧时单位面积的热释放速率、样品点燃时间、质量损失速率、烟密度、有效燃烧热、有害气体含量等.近年来,已在欧美许多国家使用,我国也已引进102期并应用于研究工作.[26]3.7简易测试3.7.1火柴测试法取2.5cm×30cm织物一条,将点燃的火柴放在试样下面,火柴烧完(或规定5~12s)后,观察燃烧情况或阻燃效果.火柴规格可自行指定,也可参照标准法.3.7.2打火机试验法试样大小可根据试验需要选择,热源采用打火机,时间为5s,热源放置部位可与应用条件相似.火熄灭后,观察火焰蔓延状态,蔓延不严重即为合格.3.7.3乙醇燃烧试验法热源为0.3mL无水乙醇,放入小燃烧杯内,试验可用垂直法(5cm×30cm)、水平法(20cm×25cm)或45°倾斜法(5cm×15cm),乙醇和织物距离2.5cm.测定指标根据要求决定,如炭长、燃烧面积、续燃时间、阴燃时间以及燃烧物渣滓等.4发展前景4.1纺织品阻燃的发展趋势4.1.1研发阻燃纤维阻燃纤维在衣用、室内装饰、交通运输、防护及工业用纺织品方面具有广泛的应用.研发阻燃纤维时,不仅要考虑阻燃性能,还应兼顾可纺性和热湿舒适性.从环境保护、人类安全和阻燃效果的角度出发,开发无卤、高效、低烟、低毒的环保型阻燃纤维是未来的发展趋势.4.1.2研究阻燃纺织品多功能化目前,多数阻燃纤维或织物仅具有阻燃功能,已不能满足特殊要求,如阻燃拒水、阻燃拒油、阻燃抗静电等,国内已有阻燃抗皱纺织品.在冶金、林业、化工、石油及消防等部门,阻燃防护服的需求量很大,除阻燃外,还需防水、拒油、抗静电等多种功能.因此,开发阻燃多功能产品势在必行.4.2新型环保阻燃剂国内外对阻燃剂工业的需求已经越来越高.环保型阻燃剂的发展趋势:(1)高效、无毒、对材料性能影响小的阻燃剂.以反应型阻燃剂以及具有良好相容性的添加型阻燃剂为主;(2)有协同效应的阻燃剂,如磷、氮、溴在分子内或分子间的结合;(3)不同应用范围的系列阻燃剂.对纺织品进行阻燃整理,是降低火灾危险性的重要措施.结合纺织品阻燃要求,开发和生产低毒、低烟、性能优异的环保型阻燃纺织品;(4)阻燃剂的复配,包含阻燃剂之间和阻燃剂与不同基体之间的复配.实践证明,一些阻燃剂只适用于一定的基体树脂.因此,不同基体树脂要选择合适的阻燃剂元素.使用单一阻燃剂时,有时用量很大才能起到阻燃作用.而将两种或多种阻燃剂进行复配,使阻燃效果大增,还可减少用量.总之,进行阻燃剂复配,要充分考虑高聚物的热力学性能,选择最适宜的阻燃剂品种,最大限度地发挥阻燃剂的协同效应,兼顾助剂间的相互作用,达到减少用量、提高阻燃效果的目的.5结语进行阻燃的同时还应考虑:(1)为满足环保要求,应开发低卤、无卤阻燃剂,如含P、N的膨胀型阻燃剂.磷系阻燃剂作为一种无卤系阻燃剂,虽然有效地克服了卤系阻燃剂的缺点,但含磷化合物易引起江河湖水中藻类物质的旺盛生长,造成环境污染.所以,对无磷无卤阻燃剂的开发研究成为目前的主要任务;(2)提高纺织品的其他性能,使之拥有更高的附加值.因此,提高纺织品的安全性能,防止、限制火灾的蔓延,研究开发高效、低毒、低烟释放量、性价比高及功能多的阻燃纺织品是努力的方向.参考文献:[1]崔隽,姜洪雷,吴明艳,等.阻燃剂的现状与发展趋势[J].山东轻工业学院学报,2003,17(1):14-17.[2]欧育湘.国外阻燃剂发展动态及对发展我国阻燃剂工业之浅见[J].精细与专用化学品,2003,11(2):4-7.[3]欧育湘.减灾环保:阻燃剂发展与时俱进[J].安全与健康,2003(13):53.[4]尚建壮.环保型阻燃剂现状及前景分析[J].化学工业,2007,27(4):22-25.[5]WEID 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针织布A>1000.780.61毛巾布A262816341127B26107871062B383721052981B>1001.5737.29注:采用浸轧法,抗静电剂SN 10g/L,A 为初期,B 为水洗15次,下同.(上接11页)ea with microencapsulated ammonium phosphate for textile coating[J].Polymer Degradation and Stability,2005,88(1):106-107.[14]彭治汉.材料阻燃新技术新品种[M].北京:化学工业出版社,2004.[15]张玉龙,李长德.纳米技术与纳米塑料[M].北京:中国轻工业出版社,2003.[16]张凤涛.简述阻燃织物的应用与加工[J].山东纺织科技,2004(6):25-27.[17]刘丽君,郭奋,陈建峰.纳米氢氧化铝阻燃剂表面改性及其在聚丙烯中的应用[J].中国塑料,2004,18(2):74-77.[18]CHEMICALS A.Flame retardants:some new developments[J].Plastics Additives Compounding,20002(5):24-27.[19]贾少晋,张志成,王正洲,等.γ辐射制备阻燃HDPEPDM 电缆材料[J].辐射研究与辐射工艺学报,2002,20(1):61-66.[20]白景瑞,腾进.阻燃剂的应用与研究进展[J].宇航材料工艺,2001(2):10-12;55.[21]GB/T 5456-1997,纺织品燃烧性能垂直方向试样火焰蔓延性能的测定[S].[22]GB 8746-88,纺织织物燃烧性能垂直向试样易点燃性的测定[S].[23]GB 8745-88,纺织织物表面燃烧性能的测定[S].[24]GB/T 5454-1997,纺织品燃烧性能试验氧指数法[S].[25]沈康,张爱英.锥形量热仪CONE 及其应用[J].阻燃材料与技术,1995,2(9):9-14;19.[26]杨栋樑.阻燃整理(二)[J].印染,1989,15(6):47-54.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!董建朋，等：涤纶织物耐久性多功能亲水整理剂的合成及应用性能研究从表1可知,3种工艺整理的共聚物均能较好地改善针织布和毛巾布的吸湿性,表明整理剂适用于各种整理工艺,具有较好的工艺适用性.未整理针织布的吸水扩散时间>17s,经共聚物整理后,吸水扩散时间<1s;未处理毛巾布的吸水扩散时间>12s,经共聚物整理后,其吸水扩散时间<1s.另外,共聚物处理织物经过15次洗涤后,其吸水扩散时间仍<1s,表明共聚物整理织物的吸湿性具有良好的耐洗性.2.3.2抗静电性织物的抗静电性能与织物的亲水性有关,纤维表面的亲水性有助于增加其导电性,加快电荷的逸散,达到抗静电的目的.共聚物的抗静电性能及其耐洗性见表2.从表2可见,未处理的涤纶织物感应电压大,半衰期长,抗静电性能差;共聚物处理改善了织物的表面亲水性,增加了织物的导电性,加快了电荷的逸散,降低了织物表面的感应电压,缩短了半衰期,增加了织物的抗静电性.与抗静电剂SN 相比,共聚物抗静电性略差,但水洗15次后具有明显的优势.表明共聚物整理样的抗静电效果具有较好的耐洗性,而抗静电剂SN 整理样耐洗性较差.2.3.3易去污性共聚物的易去污性能及其耐洗性见表3.从表3可见,未处理的涤纶布易去污性低,共聚物处理改善了涤纶布的表面亲水性能,增加了织物的易去污率,达到75.8%,具有较好的易去污性;相对易去污剂FOB,尽管共聚物易去污率低,但水洗后,仍可达到74.5%,高于易去污剂FOB,表明共聚物相对易去污剂FOB 具有较好的耐洗性.3结论(1)PEG 分子质量及其用量对共聚物的亲水性、耐洗性有较大影响;以平均分子质量1500的PEG,按n (DMT)∶n (PEG)=3.0∶1合成的共聚物具有良好的亲水性,处理后的织物具有较好的耐洗性.(2)共聚物为聚酯聚醚结构,其平均分子质量M n为15329,结晶度为34.05%.整理涤纶织物后其亲水性、抗静电和易去污性能均明显提高,且耐洗性良好,可视为性能优良的涤纶织物多功能亲水整理剂.参考文献:[1]姚穆,周锦芳,黄淑珍.纺织材料学[M].北京:中国纺织出版社,1990:199-200.[2]肖春雪,李文刚,黄象安.PET/PTT 共混体系相容性的研究[J].合成纤维,2003(6):22-25.[3]金咸穰.染整工艺实验[M].北京:纺织工业出版社,1987:169-170.[4]何曼君,陈维孝,董西侠.高分子物理[M].上海:复旦大学出版社,1990:260-265.[5]杜廷发.现代仪器分析[M].长沙:国防科技大学出版社,1994:175-177.15。

纺织品阻燃机理简述随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步，纺织品种类不断增多，其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。

但纺织品材料一般都易燃或可燃，容易引发火灾事故。

因此研究纺织品的阻燃机理就变得必不可少了。

所谓“阻燃”，并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧，而是使织物在火中尽可能降低其可燃性，减缓蔓延速度，不形成大面积燃烧，离开火焰后，能很快自熄，不再续燃或阴燃。

1.纤维材料的燃烧与阻燃原理：合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触，吸收热量后发生热解反应，热解反应生成易燃气体，易燃气体在氧存在的条件下，发生燃烧，燃烧产生的热量被纤维吸收后，又促进了纤维继续热解和进一步燃烧，形成一个循环。

对此人们提出了阻燃的基本原理：减少(或者基本没有)热分解气体的生成，阻碍气相燃烧的基本反应，吸收燃烧区域的热量，稀释和隔离空气等。

2.阻燃剂的阻燃机理：纤维用阻燃剂有：铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。

不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。

概括起来主要有以下几种。

2.1覆盖机理在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气，起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。

阻燃剂形成隔离膜的方式有两种，一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化，进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层，炭化层能阻止聚合物进一步热裂解，还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。

含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。

二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用，硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。

2.2不燃性气体窒息机理阻燃剂受热分解出现不燃性气体，将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下，同时稀释燃烧区内的氧浓度，阻止燃烧继续进行，又由于气体的生成和热对流带走了一部分热，从而达到阻燃作用。

聚合物阻燃机理及阻燃剂概述根据Claudius年鉴记载，人类最早的阻燃历史可追述到炼金术和罗马帝国时代，从17世纪开始，有关聚合物阻燃的相关报道逐渐增多。

到现在为止，聚合物阻燃方面的研究已经非常成熟。

第二次世界大战之后，聚合物阻燃方面取得突飞猛进的发展，包括氯化石蜡-氧化锑协效体系的发现、阻燃填料的使用、聚合物阻燃性能的测试方法——氧指数法的采用、膨胀型阻燃体系的建立、含氯的不饱和聚合物以及本质阻燃高聚物的制备等等[14]。

这些进展为现代阻燃技术的发展奠定了基础，为人类的阻燃事业做出了巨大贡献。

按照阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可以分为反应型和添加型两种。

反应型阻燃剂是指阻燃剂作为高聚物的单体，或者作为辅助试剂而参与合成高聚物的化学反应最后成为高聚物的结构单元，这种阻燃方法相对较复杂且成本昂贵，不适于大范围推广。

而添加型阻燃剂是指阻燃剂与基材中的其他组分不发生化学反应，只是以物理方式分散于基材中。

由于添加型阻燃剂在阻燃聚乙烯加工过程中使用方便、加工工艺简单、价格相对较低廉，因而是目前实现聚乙烯阻燃最常用的方法之一。

常用的添加型阻燃体系主要有卤系阻燃复合体系、无卤阻燃复合体系以及其他常用复合体系。

1阻燃机理通常聚乙烯中有少量支链并发生交联，研究表明，PE在空气中燃烧时产生活性很大的HO·、H·和O·，这些自由基有促进燃烧的作用，同时足够的热量以及适合的氧气浓度都是聚乙烯燃烧时所必须的条件，因此只要切断以上三个要素中的任何一种都可以达到阻燃的效果。

所以对PE的阻燃可以通过以下途径：终止自由基链反应，捕获传递燃烧链式反应的活性自由基，即卤系阻燃剂的阻燃机理。

吸收热分解产生的热量，降低体系温度。

氢氧化铝、氢氧化镁及硼酸类无机阻燃剂是典型代表。

稀释可燃性物质和氧气浓度，使之降到着火极限以下，即氮系阻燃剂阻燃机理。

促进聚合物成炭，减少可燃性气体的生成，在材料表面形成一层膨松、有细孔的均质碳层，起到隔热、隔氧、抑烟、防止熔滴的作用，即膨胀阻燃剂的主要阻燃机理。

织物阻燃剂
【织物阻燃剂描述】
织物阻燃剂Doher6503是目前广泛适用于纯涤纶织物的耐久阻燃整理剂。

其加工方法简单，不影响织物风格，阻燃性能优良。

【织物阻燃剂规格】
外观：无色至浅黄色透明粘液
含磷量：18.5％－20.5％
pH：1.5－3.0
【织物阻燃剂优点】
只需较低的用量，就能达到高的阻燃效果
经整理后的织物强力，手感基本不受影响，基本上无色变，渗色及粘色现象
使用方便，可在常规定型设备上应用
低挥发性，无毒，可安全使用
【阻燃剂应用】
阻燃整理
阻燃剂浓度随织物克重及带液不同而作相应调整
1．配方：Doher6503阻燃剂：150-250g/KG水
10-20%氨水：调pH至6.5
2．工艺流程：
一浸一轧（轧余率60％－70％）－烘干（100－120℃/1-2min）－焙烘（190－210℃/1-2min）
3、丙烯酸胶乳添加量20%。

【应用注意事项】
⑴上述配方及工艺可根据织物及现场条件作适当变动
⑵加入其它助剂时应进行必要的小样试验
⑶对于某些染料可能会有轻度影响，应在生产前进行色光变化预实验。

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
织物阻燃的机理
织物阻燃的机理
1．织物燃烧机理
（1）燃烧现象可分为有焰燃烧和无焰燃烧两种，前者是纤维热裂
解时形成的气体or挥发性液体的燃烧，后者则是残渣（碳）的氧化。

（2）纤维的燃烧与其热裂解的产物有关，不同纤维的热裂解过程
不同。

2．阻燃机理
（1）覆盖论：阻燃剂在>;500℃时能在纤维表面形成有隔绝作用的
覆盖层，除阻碍O2供应外，还阻止可燃气体向外扩散，从而达到阻燃目的，如硼砂-硼酸。

（2）气体论：一是阻燃剂在燃烧温度下，分解出不燃气体，将可
燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下；另一种是阻燃剂在加热条件下，能作为活泼性较高的游基转移体，从而阻止了游离基反应的进行。

（3）热论：一是阻燃剂在高温下发生吸热变化，如熔融和升华，
从而阻止燃烧蔓延；另一种则是纤维迅速散热，使织物达不到燃烧温度。

（4）催化脱水论：:主要指改变纤维的热裂解过程。

由于阻燃剂能
使纤维素分子链在断裂前发生迅速而大量的脱水，甚至发生某些交联作用，阻止左旋葡萄糖的生成，使有焰燃烧得到抑制。

有机磷化合物的阻燃作用是由于它可与纤维素分子中的羟基形成酯，
阻止左旋葡萄糖的形成，且进一步使纤维素脱水，生成不饱和双键，促进纤维素分子间形成交联，增加碳状物的形成，阻阴燃效果较好。

只有当整理剂用量提高到10%后，才能有效阻止有焰燃烧。

专注下一代成长，为了孩子。

纺织级阻燃剂
纺织级阻燃剂是指用于纺织材料的阻燃处理，使其具有在火焰中失去燃烧能力的特殊物质。

根据使用方式的不同，纺织级阻燃剂主要分为共混型和共聚型两类。

共混型阻燃剂是在纺丝成型前，加入到聚合物熔体或浆液中，然后混合加工，从而起到阻燃作用。

此类阻燃剂使用方便，工艺简单，对纤维原有性能影响小，但持久性不如共聚型阻燃剂。

常见的无机阻燃剂、有机卤系、有机磷系、有机氮系、有机硅系等几大类。

共聚型阻燃剂则是在聚合物分子链中引入阻燃元素或
基团，使聚合物具有难燃性或自熄性。

此类阻燃剂具有优良的耐久性和抗迁移性，但工艺复杂，成本较高。

此外，还有一些新型的阻燃剂，如纳米阻燃剂和水溶性阻燃剂等，它们具有环保、高效、低毒等特点，是未来纺织级阻燃剂的重要发展方向。

在选择纺织级阻燃剂时，需要根据具体的用途和要求进行选择，并遵循安全、环保、经济等原则。

现用阻燃剂的安全评估和绿色阻燃剂的最新开发陈荣圻上海纺织职工大学【摘要】世界上纺织品引发的火灾数量和死亡率都比其它原因引起的火灾高，造成生命财产的巨大损失，因此纺织出台纺织品燃烧性技术法规，规定某些纺织品必需进行阻燃整理。

现用阻燃剂中有些品种本身有毒，或燃烧时产生有毒物质，本文对其安全性进行评估，以利选用符合生态环保的阻燃剂。

特别对于世界上有灭火卤，低毒、抑烟的现代阻燃剂开发作了详细介绍。

1 引言1．1 纺织品与火灾来自2006年在美国召开的阻燃剂年会上的信息[1]。

2000／2001年，发生在欧洲的住宅火宅夺去了2926条生命，造成了126亿欧元的经济损失。

据美国内政部统计表明，纺织品引发的火灾数量和死亡率都比其它原因引起的火灾数量和死亡率要高。

美国消费品安全委员会(CPSC估计1995—2002年间，由床垫和被褥引起的住宅失火达17225起，每年平均有400人死亡，1990人受伤，美国每年住宅失火引起的财产损失平均达5．5亿美元。

德国每年有500—600人死于火灾，其中80％死于居民住宅失火。

住宅失火的2／3受害者是因过多的有毒烟雾而致死，在烟雾毒素中，一氧化碳是最大的杀手。

当室内温度达到纺织纤维燃点温度后，将失重20％左右，生成的一氧化碳足以致命。

1．2 纺织品燃烧性技术法规为了阻止火灾发生，除了采取一些防火措施外，使用具有阻燃性能的纺织品，以延缓火灾的扩大，使人们有时间撤离或采取措施进行灭火。

为此，国际上对纺织品的燃烧性技术法规逐渐成为各国技术性贸易壁垒的一个重要组成部分。

美国、日本、欧盟、加拿大等国相继制订了一系列纺织品燃烧性技术法规，如果产品不符合这些法规的技术要求，将被阻进入该国市场。

也只有制订相应的燃烧性技术法规，才能促使阻燃纺织品的开发。

因此有必要对国际国内纺织品燃烧性技术法规进行系统研究[1][2]。

美国于1953年通过《织物燃烧法》，1954年和1967年先后修订，由1973年5月14日成立的美国消费品安全委员会(CPSC强制执行，禁止生产、销售高度易燃性纺织品。

为什么有时候织物用过纺织品阻燃剂后也没有效果？
一般情况下，为了防止织物着火发生危险都要进行防火处理，用行业术语说就是要进行阻燃处理，但有时候会发现织物经过纺织品阻燃剂处理过，还是没有达到想要的效果，那么有人可能会说了是纺织品阻燃剂不好或者没有正确的使用。

现在我们来了解一下纺织品阻燃剂的原理：正常情况下纺织品阻燃剂分暂时性阻燃和耐洗的阻燃，一般暂时性的阻燃只要纺织品阻燃剂LD-5002P能吸附在织物表面达到一定的量，就会有阻燃的效果，如果定型出来效果不是很理想的话，一般情况下可能是织物本身不吸水或者吸水性很差，这种情况下阻燃剂LD-5002P不能吸附在织物表面或者吸附量不够，起不到阻燃的效果，因此建议处理织物使其能吸水或者增加用量。

当然影响纺织品阻燃剂效果的因素有不少，具体的情况想要根据具体情况分析，以上仅供参考。