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装饰针织物阻燃的分析

 装饰针织物阻燃的分析

例如,美国已对窗帘、睡衣、儿童针织服装、汽车用织物、野营帐篷、玩具等各种纺织制品,广泛地制定了有关阻燃性的国家法令、州法令、都市条令,以及各行业自行制定的标准和规定。装饰纺织品的阻燃可使发生火灾的机率大大降低,从而阻止危及人生命的情况发生,降低火势蔓延的危险。我国近年来也在大力开展对阻燃纺织品的研究开发,并已取得了相当进展。随着城市现代化建设的发展,旅游、交通运输业的发展,以及外销纺织品的需求,阻燃纺织品存在着巨大的潜在市场。因此加速阻燃纺织品,尤其是针织品的开发以及商品化生产已刻不容缓。近20多年来,随着社会的进步,各类纺织品的消费量迅速增长,同时,统计表明,由于针织品为线圈结构,结构稀疏,含空气量较多,更易燃烧,因此,这类纺织品引起的火灾占有相当大的比例,且比其它原因引起的火灾死亡率高。所以,纺织品的阻燃特别是针织物的阻燃对于确保安全、减少火灾次数和由此造成的损失有重要的意义。为了保障生命和财产安全,世界各发达国家早在6O年代就对纺织品提出了阻燃要求,并制定了各类纺织品的阻燃标准,从纺织品的种类和使用场所来限制使用非阻燃织物。

阻燃技术与相关理论:

1.装饰针织物的分类

按日常生活与使用特点大致分为服用装饰、窗帘帷幕、家具包覆、寝具用品、铺地、贴墙、工艺装饰与玩具等。据统计,针织面料占家具包覆类的56%,主要有沙发外套、座椅外套和家电外套等针织面料。要求织物耐磨、弹性适当,具有阻燃性能。经编面料有色织起绒面料、拉舍尔双层割绒面料等。挂帷类主要有窗帘、门帘、帷幕、帐缦、屏风和遮篷等。要求面料的耐光、防污、阻燃及悬垂性要好。在化学纤维大发展之前,主要由棉、麻或羊毛织物制成,而现在,其原料主要以纤维素纤维、聚丙烯腈(包括变性聚丙烯腈)和聚酯为主,基本上都经过阻燃整理,也有利用阻燃纤维制成的。阻燃整理以暂时阻燃效果为多。每次洗涤后须重新进行阻燃处理,这样处理的成本低,操作方便。挂帷类织物的阻燃性功能,主要是以阻止火灾初期的着火为目标的。床寝装饰用针织物包括床单、床罩、枕套、凉席与枕席等。床单、床罩、枕套具有实用保护和装饰作用,多用经斜平经编织物。近年来,床上用品已成为研究火灾起因的课题之一。床上用品,通常是以棉或棉为主的纤维组成,棉织物经阻燃整理后,能满足床上用品的阻燃性能要求。但目前,这样还不能说是一个最佳的方案,因为床上用品和其它室内装饰织物一样,首先要能阻止阴燃,有些阻燃整理或阻燃纤维制品仍有阴燃;其次,必须满足人们使用上的要求。铺饰类主要有地面铺饰和台面铺饰等针织物。地面铺饰类织物要求有弹性、防滑、阻燃、防静电。墙面装饰织物或艺术墙布、壁挂可由棉、毛、麻、丝和各种合成纤维制成,对于贴墙材料,各个国家对其阻燃性能的要求各不相同。

2. 阻燃机理及方法

针织品的阻燃按生产过程及阻燃剂的引入方法大致分为纤维的阻燃处理和织物的阻燃整理两类圈。

纤维的阻燃处理的阻燃机理:纤维的阻燃处理是对一些本身是可燃的原丝如涤纶、锦纶、腈纶等加入某种阻燃剂,使其抑制燃烧过程中的游离基或是改变纤维的热分解过程,促进水炭化;有些则是使阻燃剂分解释放出不燃气体覆盖在纤维表面,起隔绝空气作用。

阻燃处理方法:提高成纤高聚物的热稳定性在成纤高聚物的大分子链中引人芳环或芳杂环,增加分子链的刚性、大分的密集程度和内聚力,然后将这种高热稳定性的高聚物用湿法纺丝制成纤维;通过纤维中线形大分子链间交联反应变成三维交联结构,阻止碳链断裂不收缩,不熔融的阻燃性纤维;将纤维在200300℃的空气氧化炉中停留几十分钟或数小时,使纤维大分子发生炭化,成为具有阻燃性的纤维。原丝阻燃改性: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(反应型阻燃剂)引入到大分子链中,再把这种阻燃性强的物质加到纤维中;共混法:与共聚法同属原丝改性,是将阻燃剂加入纺丝熔体或纺制阻燃纤维的方法;接枝改性:用放射热、高能的电子束或化学引发剂使纤维或织物与乙烯的阻燃单体发生接枝共聚,是获得有效而持久的阻燃改性方法。接枝阻燃改性纤维阻燃性与接枝单体中阻燃元素的种类及接枝部位有关,接枝部位对阻燃效果的影响顺序为:芯部接枝>均匀接枝>表面接枝。

织物的阻燃整理的阻燃机理:在纺织品的后整理加工过程中对织物进行表面处理,从而使织物具有阻燃性能网。覆盖层理论——阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,具有隔热隔氧气、阻止可燃气体向外逸出,起到阻燃作用。不燃气体理论——阻燃剂受热分解出不燃气体,将纤维素分解出来的可燃气体浓度冲淡到燃烧下限以下。吸热理论——阻燃剂在高温下,发生吸热反应,降低温度阻止燃烧蔓延。此外,织物整理后能将热量迅速传出,致使纤维素达不到着火燃烧的温度。化学反应论(催化脱水论)——阻燃剂在高温下,作为路易斯酸与纤维素发生反应,使纤维催化脱水炭化,减少可燃气体的产生。

阻燃整理方法:浸轧焙烘法——阻燃整理工艺中应用最广的一种工艺。工艺流程为浸轧一预烘焙烘后处理。浸轧液一般由阻燃剂、催化剂、树脂、润湿剂和柔软剂组成,配制成水溶液或乳液进行整理。浸渍烘燥法——又称吸尽法,是将织物在阻燃液中浸渍一定时间后,再干燥焙烘使阻燃液被纤维聚合体吸收。有机溶剂法——该法是使用非水溶性的阻燃剂,其优点是阻燃整理时的能耗低。但在实际操作中,要注意溶剂的毒性和燃烧性。涂布法——将阻燃剂混入树脂内,靠树脂的粘合作用使阻燃剂固着在织物上。根据机械设备的不同分为刮刀涂布法和浇铸涂布法。

目前,市场上广泛使用的阻燃方法是以成品经过阻燃剂后整理处理为主,工艺简单,使用纤维也较单一。不管应用哪种方法进行阻燃加工,都要达到预期的阻燃性能。阻燃织物的阻燃性能通常用极限氧指数LOI值表示,它表示试样在由氧气(02)和氮气(N2)组成的混合气体中维持燃烧所需氧气的最低浓度。LOI值高表示织物可燃性小,因为纤维需要更多的氧才能维持燃烧;相反,LOI值越低,纤维燃烧所需氧越少,维持燃烧越容易。表1为常见纤维的LOI值。阻燃织物除了考虑阻燃性外,还要考虑到所谓第二安全性和第三安全性,即阻燃制品的毒性和熔融性,以测试对人体及环境的影响以及燃烧后有无熔融物滴落。

3.常用阻燃剂的种类及发展方向

按所含阻燃元素分类可分为:含卤阻燃剂——热解过程中,分解出捕获传递燃烧自由基的x·及HX,HX能稀释纤维裂解时产生的可燃气体,或隔断与空气的接触。含磷阻燃剂——燃烧过程中产生磷酸酐或磷酸,促使纺织品脱水炭化,阻止或减少可燃气体产生。此外,磷酸酐在热解时形成类似玻璃状的熔融物覆盖在织物上,促使其氧化生成二氧化碳,起到阻燃作用。含氮阻燃剂——氮的化合物能和纤维素作用,促进交链成炭,降低织物的分解温度,产生的不燃气体,起到稀释可燃气体的作用。按阻燃织物的耐久程度可分为:非耐久性阻燃整理剂——暂时性阻燃整理剂。大部分为水溶性或乳液的无机盐。处理时先将阻燃剂溶于水,织物经浸渍烘干即可使用也有二浴浸轧的,第二浴用氨水或纯碱,使金属氧化物沉积在织物上。该法工艺简单,价格较低,但织物的手感较差,洗涤后阻燃效果大幅度下降。半耐久性阻燃整理剂——其阻燃产品能耐一次温和洗涤,但不耐高温皂洗。该法有尿素磷酸法、磷酸尿酯法等。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。不同材质的针织物应该选用不同类型的阻燃剂,从而获得较好的阻燃效果。装饰织物以其华丽的外观和舒适性能深受消费者的喜爱,因此织物在进行阻燃整理的同时,要充分考虑阻燃剂对织物的色泽、外观、手感和其他物理机械性能的影响。

阻燃剂的发展方向:可持续发展的理念及其战略成为当今各个国家的必然选择,而生态文明及生态产业、生态产品就是可持续发展战略在社会经济发展中自然的、内在的、重要的选择和体现。生态针织品和功能性针织品都是以环保、安全和健康为自己的旗帜的,也是人们在新世纪里对针织品品质新的追求标志。其中,功能性针织品则是以健康为追求目标来满足人们的需求。阻燃剂的选择是织物阻燃整理的核心。目前,大部分织物经过阻燃整理后,都会产生甲醛等有害气体。因此,绿色环保型阻燃剂及技术的开发是未来阻燃整理发展的主要趋势问。随着人们对阻燃体系作用机理的深入研究,新的阻燃理论和技术被逐渐认识,如化学改性阻燃、高效阻隔炭化层阻燃、交联接枝阻燃和协同阻燃体系等,都极大地丰富了阻燃领域的内容和阻燃剂的多功能性。在今后一段时期内,溴系和磷系阻燃剂仍将占主导地位。新型阻燃剂之间的复配、协同作用机理的研究将日趋活跃,新的物理化学分析方法将不断应用于阻燃科学技术的研究领域。可以预见,随着阻燃科学及相关学科的发展,阻燃技术将日趋完善。

所以,以国产替代进口,推广阻燃针织品的使用已刻不容缓。虽然纺织用阻燃剂研究己历经半个世纪,取得了较大的成果,但仍然存在一些问题,如成本高、阻燃剂有毒或阻燃织物燃烧时伴随有毒物质产生、抑烟性差等。因而,研究和开发装饰用阻燃针织品将会带来极大的经济效益和社会效益。

如今针织品正向着方便、舒适、功能特殊、回归自然的方向发展。针织品在装饰上的应用范围越来越广泛,社会需求量不断增加。预计每年大中型公共建筑、新建住宅等所需的地毯、墙布、窗帘、帷缦、家具布等装饰工程量将达到几十亿元,这无疑对后整理加工提出了更高的要求。然而目前我国所消耗的阻燃针织品的相当部分要依赖进口。ybswaNyiCg

 

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标签:装饰针织物阻燃的分析阻燃织物
分类:阻燃面料动态| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2013-12-27
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