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阻燃整理的方法和机理

阻燃整理的方法和机理

1.阻燃整理是指经过整理的织物具有不同程度的阻止火焰蔓延的能力,离开火源后,能迅速停止燃烧。
2.织物的可燃性(1)着火性:即着火点高低,表示起火的难易。(2)燃烧性能:在特定条件下,样品燃烧的速率。(3)燃烧的毁坏性:燃烧中,通过热传导使皮肤T↑,引起灼伤。还有烟及有毒气体的危害。纤维按燃烧性能一般分为:(1)不燃性:玻璃fibre、石棉、钢铁纤维等。(2)难燃性:聚氯乙烯,聚丙烯腈等(3)可燃性:羊毛,Silk,涤纶、尼龙等(4)易燃性:纤维素fibre,硝化纤维素。
3.阻燃(整理)效果的评定(1)垂直燃烧试验样法:试样于阻燃试验仪中,固定试样,使试样下端离灯口距离为19cm,调节火焰高度为38mm , 试样12S取出,计算剩余燃烧时间和阴燃时间。(2)测需氧指数(OI) OI指样品在N2、O2混合气体的环境中保持烛状燃烧所需O2的最小体积分数。

二、阻燃整理的方法阻燃整理有三个途径:
(1)竭燃法:阻燃剂与纤维素fibre以离子键or共价键结合,使其在fibre中不溶解而获得耐久性阻燃效果。(2)原液法:将阻燃剂直接加入到纺丝液中。(3)共聚法:将阻燃剂加入到聚合物链段中,使织物具有耐洗、耐漂、耐汗渍等合格牢度,并不致被皮肤吸收。印染厂主要采用第一种方法:
(一)、无机阻燃剂整理:
1.金属氧化物和卤化物:如钛、锑的氧化物、卤化物,一般制成悬浮液。不耐久、手感粗,最好与其它阻燃剂一起使用,主要用于厚重织物如帐逢等。
2. 硼砂(Na2B4O710H2O)一般与硼酸按1∶1或7∶3混合使用。价廉,不耐洗,用于室内不常洗织物。
3.磷酸盐 Zn3(PO4)2 、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4等,单独or与其他阻燃剂混合使用,手感硬,最好与Ti(HSO4)4一起使用。浸轧(10~32%尿素+5~16%(NH4)2HPO4)→烘干→焙烘→水洗→浸轧(25~50%Ti(HSO4)4)→碱洗→烘干(or再浸轧3%聚乙烯乳液)
(二)有机磷阻燃剂
1、THPC(四羟甲基氯化磷) ①系白色,可溶于水和低级醇的结晶化合物 ②THPC的水溶液具有酸性: ③能与胺、酰胺、酚、醇等反应。 ④与纤维可发生类似反应,据此推例,THPC在纤维分子间形成交联:
2、整理工艺:THPC-酰胺(proban)
处方: THPC, NaOH(or2.5%Na2CO3) 尿素 TMM 柔软剂 16% 1% 9.7% 1% 0.1%
浸轧整理液→烘干(80-90℃)焙烘 水洗、烘干
特点:阻燃性↑,但机械性能↓手感粗,有吸氯泛黄现象。
3、PyrovatexCP 工作液组成:阻燃剂,缓冲剂,稳定剂,催化剂,柔软剂、固着剂等。
浸轧(CP)→浸轧(TMM)→烘(85℃)→焙烘(160℃)→碱洗、水洗特点:阻燃性高,强力损失小。
上述阻燃整理剂一般对涤纶不起作用,故涤/棉混纺织物的阻燃整理必须按纤维特性分别选用适当的整理剂。涤纶属热塑性fibre,260℃熔融,560℃燃烧,燃烧时or移开火源,涤纶熔融物滴落且收缩,火焰可自行熄灭。但在涤/棉混纺物中,棉fibre会形成支架作用,阻止熔体滴落,而使其继续燃烧,涤纶失去了自熄作用,且涤纶较高的燃烧热,会加速棉fibre的燃烧,致使燃烧现象更为复杂,比纯纺者更危险,目前还没有理想的阻燃剂。

4、涤/棉阻燃整理工艺: 涤组分用三(2,3一二溴丙基)膦酸酯(TDBPP),棉组分用THPC,两种整理剂可用同浴浸轧处理。要求:两种整理剂有相容性,能在同一条件下固着。
工艺流程:浸轧→烘干→热溶(180~200℃)→皂洗(70~80℃)→水洗→烘干特点:耐久性↑,服用性能↓,有机膦对人体健康有一定危害。
三、阻燃机理
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fibre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)fibre的燃烧与其热裂解的产物有关,不同fibre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fibre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fibre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fibre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。

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标签:阻燃整理方法阻燃整理机理阻燃整理
分类:阻燃原理和视频| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2013-09-07
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