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简析纯棉织物的阻燃原理及工艺

 简析纯棉织物的阻燃原理及工艺

我国经济建设的飞速发展和法律法规的健全,对阻燃纺织品的需求快速增长近十几年来,随着我国经济建设的飞速发展和法律法规的健全,对阻燃纺织品的需求快速增长,相应的阻燃纺织品标准和法规也逐步完善起来对建筑中用于装饰的纺织品制定了国标GB8624建筑材料燃烧性能分级方法,主要指标有氧指数、损毁长度、阴燃时间、续燃~glhq;对阻燃机织物f阻燃面料及阻燃装饰面料)制定了国家标准GB17951阻燃机织物,主要指标有损毁长度、阴燃时间、续燃时间、断裂强力、撕破强力;对涤纶针织面料制定了纺织行业标准FZ77001阻燃涤纶针织面料,主要指标有损毁长度、阴燃时间、续燃时间、耐洗性能;
在防护服方面,制定了阻燃防护服国家标准GB8965阻燃防护服,阻燃面料必须达到的指标和服装方面的相关要求,主要指标有损毁长度、阴燃时间、续燃时间、耐洗性能、断裂强力、撕破强力、透气性能及服装方面的相关指标;在消防服方面,对普通消防服,公安部制定了公共安全行业标准GA10消防员普通防护服性能要求及试验方法,主要指标有阻燃性能、耐洗性能、耐磨性能、织物强度、防水性能等;
对消防隔热服,公安部制定了公共安全行业标准GA88消防隔热服性能要求及试验方法,主要有阻燃性能、隔热性能、织物强度、防渗水性能等,同时,我国规定生产、销售阻燃纺织品及其相关产品等须取得国家安全生产监督管理局的生产或经营许可证。
在阻燃标准中,重要的指标有阻燃性能,包括损毁长度、阴燃时间、续燃时间、耐洗性能。其次是织物的其他辅助性能,如强度、透气性能等。在耐久性阻燃织物的实际生产过程中,阻燃整理织物的耐洗性能是整理工艺是否合适的关键。在耐洗性能达到要求的同时再考虑织物的其他性能,如强力、手感、耐磨、颜色等。
纯棉织物燃烧机理
各种纤维由于化学组成、结构以及物理状态的差异,燃烧的难易也不相同。表1列出了常见纤维的燃烧特性。氧指数是表征物质燃烧性能的指标,指织物或纤维燃烧性能对于状态相近的物质来说,氧指数越高,表示它在空气中越不容易燃烧,即说明该物质的阻燃性能越好。在空气中,不同纤维织物的燃烧性能不同、燃烧机理不同。同一种织物,在不同的情况下,其燃烧历程也有所不同一般认为,这一变化过程可分为3个阶段:(1)纤维材料受热裂解,产生可燃气体、不燃性气体和炭化残渣;(2)可燃性裂解气体和氧气混合,当温度达到着火或遇到其他火源时,着火燃烧并释放出热、光和烟;(3)放出的热量维持纤维继续裂解燃烧,引起火焰蔓延等口1.对纺织品来说,组织结构相近的织物,氧指数越高,该织物的阻燃性能越好。在保证阻燃耐久性(耐水洗)的前提下,织物的手感变硬、强力下降和色光发生变化。通常在生产过程中,提高阻燃耐久性将是制定工艺时首先考虑的因素,主要考虑阻燃耐久性和强力之间的平衡。影响阻燃耐久性的因素主要有织物的毛效、阻燃剂的用量、交联剂的用量、焙烘温度和时间等。
常用的纯棉耐久性阻燃剂有THPCf四羟甲基氯化磷)、CP(N一羟甲基二甲基膦丙酰胺)。使用THPC可获得具有优良耐久性的阻燃性能,但生产工艺比较复杂,价格较高,而且只有在氨熏的情况下才能获得良好的手感。其他工艺生产的阻燃布手感较硬。使用CP也可获得优良耐久性的阻燃性能,生产工艺比较简单,成品手感较好,但成品质量受许多因素影响,较难控制,强力特别是撕破强力下降较大。
阻燃剂在织物内部的渗透对阻燃耐久性影响很大。若织物内部的纤维未带有足够的阻燃剂,即使织物有足够的增重,织物的氧指数仍然很低,经水洗后的阻燃性能迅速下降。进行阻燃整理织物的毛效必须达到8cm/(30min)以上,而且布面不能带有其他助剂,如柔软剂等,才能保证阻燃剂在织物内部的渗透和与纤维的交联,从而保证织物表面和内部均匀带有足够的阻燃剂。从表2可以看出,当织物毛效很低时,即使经过1次洗涤,氧指数<28%。当织物的毛效>8cm/(30min),阻燃耐洗性大大提高,即使洗涤l2次,氧指数仍>28%,达到阻燃标准要求。
阻燃剂用量阻燃剂用量太少,起不到阻燃效果,未洗涤时,氧指数只有27%,有续燃;阻燃剂用量400g/L时,洗涤12次后,织物阻燃性能与380g/L时基本相近,但织物强力下降较多,手感硬、发粘,影响交联,阻燃耐久性下降;阻燃剂用量360g/L时,织物才有良好的阻燃性,未洗涤时,氧指数达到了33%;洗涤12次后,氧指数为28%,无续燃,可以达到标准要求。
交联剂用量
原则上能与阻燃剂和纤维发生交联的热固性树脂都可以使用,但实际应用时,应考虑固着温度、固着时间以及手感等因素。本实验使用的交联剂为改性低甲醛三聚氰胺树脂,它可以与阻燃剂和纤维素纤维形成网状结构,使阻燃剂具有一定的耐洗涤性。另外,此树脂形成的膜弹性较好,织物成品手感较好。
在CP360g/L、焙烘温度165℃、焙烘时间3.5min的条件下,考察交联剂用量对阻燃耐久性的影响,从表4可以看出,交联剂的用量基本不影响机织物的阻燃性能,但对织物的手感、撕破强力和耐久性有很大的影响:交联剂用量小于50g/L时,织物的强力下降很小,手感也较好,但其阻燃耐久性差,经一次洗涤后,其阻燃效果已较差,氧指数只有27%左右;交联剂用量80g/L以上时,织物的手感明显恶化,强力下降较多,特别撕破强力有很大下降,因此,在保证阻燃耐久性的前提下,交联剂用量应尽量少;交联剂用量60g/L时,织物的强力有一定的下降,手感较硬,但织物的阻燃耐久性较好,洗涤12次后,织物仍有一定的阻燃性能。
焙烘温度
当焙烘温度低于140℃时,织物的撕破强力较好,但阻燃耐洗性不好;当焙烘温度高于180℃以上,织物的强力下降较大,影响服用性能;当焙烘温度高于150℃,小于175℃时,织物的阻燃耐洗性较好,撕破强力有一定的下降。
焙烘时间
焙烘时间直接影响阻燃剂和交联剂的交联,从而影响耐洗性能。通常在适当的温度(15o~175cc)下,焙烘时间越长,阻燃剂和交联剂的交联越完全,焙烘时间过长,织物的强力下降较多,织物脆化,达不到服用要求;焙烘时间过短,小于2.5min时,阻燃耐洗性差。因此,焙烘时间应严格控制在2.5~3.5min.
结论
纯棉织物采用适当的阻燃工艺整理,可以达到国家标准的要求,具有良好的阻燃耐久性和服用性阻燃剂和交联剂的用量、织物的毛效、焙烘温度和时间等对阻燃耐久性有十分重要的影响,这些工艺条件是相互关联的,其中,织物的毛效应特别重视。国内外目前的纯棉阻燃工艺仍有不尽人意的地方,还须不断改进和提高。
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标签:简析纯棉织物的阻燃原理及工艺阻燃原理阻燃工艺
分类:阻燃面料动态| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2013-10-08
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