世界上约20%以上的火灾事故都是由于纺织品燃烧而引起或扩大的,尤其是住宅失火,因纺织品着火或者蔓延而酿成的火灾事故比例更大。因此,纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患,延缓火势蔓延,从而降低人民生命财产损失极为重要。 纺织品的阻燃研究首先起步于工业发达国家。许多工业发达国家制定了相应的纺织品阻燃标准及测试方法;有些国家还将纺织品阻燃性能标准结合相关的法律强制执行。随着城市现代化建设的发展,旅游、交通运输业的发展,各国工业部门和研究部门竞相进行纺织品阻燃整理技术的研究,以满足阻燃纺织品不断扩大的需求,并且在国际市场上形成激烈的竞争,从而推动了阻燃整理技术的发展。 1织物阻燃剂的分类 按织物的耐久程度分： 非耐久性阻燃整理剂，又称为暂时性阻燃整理剂。处理时先将阻燃剂溶于水,织物经浸渍烘干即可使用;多用在一次性防护服上。 半耐久性阻燃整理剂:用这种工艺处理的阻燃纺织品能耐1～10次温和洗涤,但不耐高温皂洗。 耐久性阻燃整理剂:采用化学法在纤维内部表面进行聚合或缩合反应,形成不溶于水的聚合物,一般要求耐洗程度30次以上。 按阻燃剂的化合物类型分 无机阻燃剂:无机阻燃剂主要作用是吸热,但是无机阻燃剂耐洗性差,这是因为无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性,同非极性的织物兼容性差。同时为了达到规定的阻燃要求,无机阻燃剂添加量较大,这对材料的机械性能和加工性能影响较大。 有机阻燃剂:有机阻燃剂分为磷系和卤系两个系列，卤系阻燃剂主要包括氯和溴两大类。但氯系阻燃剂的效果比溴系阻燃剂要差的多,这是由于不易产生游离氯基的缘故。另外由于溴化物热分解后腐蚀性和毒性相对较小,因而较少量使用即可达到与氯化物相同的阻燃效果。因此溴系阻燃剂使用要普遍得多。但是,从总的使用情况来看,卤系阻燃剂由于其分解产物中含有卤酸,烟雾大,对人体有害等缺点,正逐步被其他无机阻燃剂所代替。 2纺织品阻燃整理 纺织品的阻燃性能,可以通过三种方法获得。一种是对纺织品进行阻燃后处理,使其达到阻燃目的,但其阻燃性会随时间和洗涤次数的增加而逐渐减弱或消失。对于棉、麻、毛等天然纤维,只能采用后整理的方法,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。另一种方法是直接生产阻燃纤维,由这种纤维制成的纺织品具有永久阻燃性。涤纶、维纶等合成纤维大多采用这种方法。第三种方法是根据生产中的实际需要,把这两种方法有效结合起来生产阻燃纺织品。阻燃织物除了考虑其阻燃性外,还要考虑到阻燃制品的毒性和熔融性,以尽量减少对人体和环境的损害。 2.1棉织物的阻燃整理 在各种纺织材料中,棉是具有燃烧危险性的一种,它的含氧指数只有18,不仅燃烧速度快,而且具有很大的助燃性。加上棉织物又是纺织品中应用最广泛的一种,因此棉织物的阻燃整理研究进行得比较早,目前发展得也比较成熟。传统棉织物的阻燃性主要是通过织物浸轧阻燃剂,使阻燃剂均匀地渗透到纤维内部,并且与纤维发生化学反应而牢牢地附着在纤维上。阻燃织物的阻燃剂遇到高温或高热以后,能快速产生阻滞燃烧过程中OH基团所反应的气体,以降低释放出的热能,致使燃烧不能继续发展,从而使织物产生阻燃的积极作用。其工艺简单,成本较低,并能获得良好的、耐久的阻燃效果。近年来,随着阻燃整理技术的不断进步与发展,以及为了满足市场对于阻燃棉织物越来越高的要求,对棉织物的阻燃整理也逐渐探索出了各种新型的阻燃整理技术,如:纳米阻燃技术、催化阻燃技术、绿色阻燃技术、微胶囊阻燃技术、复配阻燃技术等。 2.2羊毛织物的阻燃整理 羊毛是物理、化学结构均较为复杂的天然蛋白质纤维。其手感柔软、质地坚牢,有良好的弹性和保暖性,光泽自然、柔和。在建筑、服用、家纺等领域应用十分广泛。这就对其后整理提出了更高的要求。羊毛极限氧指数约为25左右,闪点为570～600℃,最高燃烧温度为680℃,为天然难燃纤维。其燃烧时不会熔化或滴落,所产生的泡沫灰烬具有良好的绝缘性。羊毛回潮率较高为15%,相对湿度为60%,含氮15%～16%,含硫3%～4%,还含有6%～7%的氢。高的含氮量决定了其本身具有较好的阻燃特性,若再对其进行阻燃整理,则可开发出更高性能的产品。 2.3涤纶织物的阻燃整理 涤纶是各种合成纤维中发展最快、产量最高、应用范围最广的一种合成纤维,其纤维纺织品大量用于衣料、窗帘、幕布、床上用品、室内装饰及各种特殊材料。涤纶的极限氧指数在21左右,随着涤纶纤维织物的广泛应用,其火灾的潜在危险也日益突出。 2.4涤棉混纺织物的阻燃整理 涤棉织物是当今用途非常广泛的织物之一,较多的用于防护服和室内装饰,需要较高的阻燃性能。涤棉混纺织物的燃烧性并不等于涤棉各纤维组分燃烧性的相加。涤棉织物在燃烧过程中,熔融的涤纶组分覆盖在热解的棉纤维(碳状)表面。而热解棉的碳状态架构阻止了涤纶纤维的热收缩,因而不会自动滴落脱离燃烧的热源。实际上,纤维状的碳状焦碳不仅支托了熔融的涤纶,还会把熔融的涤纶体芯吸到燃烧的热源中,增加了着火区中燃料的供应,这种现象人们称之为“支架”效应。正是这种“支架”作用,使涤棉混纺织物的燃烧性远比人们预想的要强烈得多。尽管国内外对涤棉混纺织物的燃烧性和阻燃整理已经做了大量研究,但迄今为止尚未研制出理想的涤棉织物耐久阻燃整理剂。目前主要是采用浸轧焙烘的后整理方法使涤棉织物获得阻燃性能。 2.5其他合成纤维的阻燃整理 国内对阻燃锦纶的研究起始于70年代,开发与发展也比较缓慢。这主要是因为锦纶大分子中酰胺较活跃,易与阻燃剂在熔融状态下发生化学反应。并且在高温下许多添加剂所产生的卤化氢又能使锦纶大分子降解,使熔体粘度下降,致使许多用于制造阻燃纤维的阻燃剂都不能使用。阻燃锦纶的生产以共混为主,采用的阻燃剂主要是含增效剂的卤化物体系和有机磷系。阻燃聚丙烯腈的生产方法以共聚法为主。共聚的阻燃单体多选用氯乙烯或偏二氯乙烯,其含量一般在32%～36%范围内。 |
