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阻燃面料技术

阻燃布和未阻燃棉织物的热裂解

城南二哥2021-03-12 15:47:41阻燃面料技术453来源:阻燃布料_阻燃面料网

分类: 阻燃面料

1 材料与实验1.1样品的阻燃整理试验用织物为纯棉漂白床单布,阻燃剂CFR-201,六羟甲基三聚氰胺树脂(HMM),柔软剂CGF等,设备用瑞士BENZ小样机。阻燃整理工艺流程:浸轧阻燃整理液(二浸二轧,轧余率80%)--预烘(98℃-105℃,3min)--焙烘(160℃,3min)--碱洗--皂洗--水洗--烘干。工艺处方:CFR-201350g/L,HMM 80g/L,CGF 4g/L,尿素15g/L,H3PO4 17g/L,渗透剂JFC lg/L。1.2裂解-气相色谱-质谱(PY-GC-MS)分析仪器:惠普HP5890气相色谱仪,HP5989质谱仪,CDS-l00裂解器,HP-5毛细柱25m*0.2mm*O.5m。测试条件:载气流速15m(He)/Min;进样口温度250℃;裂解温度600℃;质量扫描范围10-600;程序升温50℃(5min)至230℃;离子源250℃;四极杆l00℃;进样量未阻燃样品为2.094mg,阻燃样品为2.369mg。 2实验结果与讨论2.1试验结果测试了阻燃及未阻燃棉织物的PY-GC-MS裂解谱图见图l、图2。

阻燃布和未阻燃棉织物的热裂解

2.2讨论2.2.1 纤维素纤维的热裂解一般认为纤维素纤维的裂解反应分两种情况,一是纤维素脱水炭化,产生水、一氧化碳和固体残渣;二是纤维素通过解聚生成不挥发的液体左旋葡萄糖,左旋葡萄糖进一步裂解,生成低分子量的裂解产物,并形成二次焦炭。在氧的存在下,左旋葡萄糖的裂解产物发生氧化,燃烧产生大量热,又引起更多纤维素发生裂解。这两个反应相互竞争,始终存在于纤维素裂解的整个过程中[1]。纤维素纤维的热裂解可以分为三个阶段[2-3]:初始裂解阶段、主要裂解阶段和残渣裂解阶段。温度低于370℃的裂解属于初始裂解阶段,表现为纤维物理性能的变化及少量失重,主要与纤维素纤维中的无定型部分有关[2]。温度在370℃至431℃的裂解属于主要裂解阶段,大部分裂解产物是在这一阶段产生的,左旋葡萄糖是主要中间裂解产物,再由它分解成各种可燃性气体产物,主要裂解阶段发生在纤维的结晶区。温度高于430℃时纤维素纤维的裂解属于残渣裂解阶段,主要是脱水、炭化,残渣中碳含量越来越高。2.2.2纤维素纤维的裂解产物纤维素纤维的裂解是决定纤维(织物)燃烧性能的关键,纤维素纤维的裂解产物,大部分是纤维燃烧的燃料。在谱图库中检索,确认了谱图上的43个峰(有些峰无法分离),认定了棉纤维的可能裂解产物有43种 (其中有3个峰检出的产物重复),阻燃棉纤维检出了28种裂解产物(其中有l个峰检出的产物重复,而一氧化碳、二氧化碳同时检出),且有多种裂解产物属以前没有检测到的。棉纤维及阻燃棉纤维的裂解产物数量如下:棉纤维:不燃性气体2种(H2O,C02),CO,醇类4种,醛类2种,酮类15种,呋喃类11种,苯环类1种,酯类2种,醚类4种,核葡聚糖1种。阻燃棉纤维:不燃性气体2种(H2O,C02),CO,醇类1种,酮类7种,呋喃类13种,酯类1种,醚类1种,核葡聚糖1种,含氮化合物1种。

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