纳米技术在阻燃织物的标准和测试方法

纳米技术是近年来倍受人们关注的新兴科学技术。它是发展信息技术和解决

环保等各种社会和经济问题所必需的基础技术之一。纳米材料是采用纳米技术合成的

材料，其粒子的尺寸大小达到纳米级别。纳米材料技术以其高技术含量、高产品品质的特点而倍受国内外瞩目。采用纳米技术开发生产纳米级阻燃剂是阻燃剂领域的新产品。

纳米(nanometer，rim)是一种长度单位，lnm等于十亿分之一米，千分之一微米，大约是2．4个原子的宽度。纳米材料(nanomaterial)称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应(体积效应)和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同，且它在许多方面优于传统材料的性能。由于纳米材料有很大的比表面积，表面原子数增多，表面能增高，产生很高的表面效应和化学活泼性。高的比表面积和表面能使纳米粒子具有很强的化学活性和吸附性。所有这些，都为纳米材料在各个领域中的应用，包括保健功能及其他功能的纺织品传统加工工业中的应用奠定了基础，纳米材料逐渐作为纺织助剂得到应用。

有些纳米材料具有阻止燃烧的功能，如果将它们作为阻燃剂加入到可燃材料中，利用其特殊的尺寸和结构效应，可以改变这些可燃材料的燃烧性能，使之成为具有防火性能的材料。利用纳米技术可以改变阻燃机理，提高阻燃性能。

1．5．1纳米级材料三氧化二锑

sb203是一种添加型阻燃剂，主要用于塑料制品(聚氯乙烯，聚烯烃，聚酯)和纺织织物的阻燃，也可用于帆布、纸张、油漆、涂料等的阻燃剂及石油化工、合成纤维等的催化剂，亦可用作橡胶、木材的阻燃剂，陶瓷工业的遮覆剂，用于工业材料等．作为阻燃助剂的Sb2O3，其颗粒大小和形态对合成材料性能和阻燃效果影响较大．粒度是Sb2O3冽产品的重要指标，合成化纤、纺织用品阻燃处理往往要求Sb2O3的颗粒大小处于纳米级范围，粒度细，达到同样的阻燃效果的Sb2O3的用量也越少，且不会阻塞喷丝孔，这是纺织品阻燃的关键．我国锑储量占据世界首位，每年有大量的锑氧或锑锭出口．但我国锑氧生产技术较落后，生产的产品满足不了国内纺织等工业的精细化(超纯、高白、粒度小且分布均匀)需求。因此，改变我国锑氧的落后生产技术，研究开发超细高纯高白度的锑氧产品，有着广泛的社会效益和经济效益。

1．5．2纳米级材料四溴双酚A

四溴双酚A简称TBA，其分子式是C15H1202Br4，它是多用途的阻燃剂，既可作反应型阻燃剂，亦可作添加型阻燃剂，是目前国内产量大的溴系阻燃剂，是一种白色粉末。

四溴双酚A是在双酚A的分子结构中的两个苯环上各引入两个溴原子而成的．它不仅保持了原双酚A型环氧树腊的各种特点，而且当用明火点燃时，虽能受迫燃烧，可在燃烧时能产生不可燃的溴化氢气体覆盖在燃烧表面，起了隔绝氧气的作用，因而一旦外加火源撤离，马上就会自动熄灭，故又叫自熄性环氧树脂。

溴系阻燃剂的优点在于它们的分解温度太高，在200"C～300"C左右，与各种高聚物的分解温度相匹配，因此能在佳时刻于气相及凝聚相同时起到阻燃作用，有添加量小，效果好的美称。近十年来，欧洲“绿色”环保组织对溴系阻燃剂产生了误解，正由于他们非理性的偏见，以溴系阻燃剂有毒为名而制约政府放松对电视机的严格阻燃标准，采用火灾安全系数较低的IEC65燃烧标准。随后几年内，这些电视机就成为欧洲各国引起火灾的主要原因之一，达到每百万台165起，年，死亡16人／年的警戒线。在美国，每百万台电视机只有一台引起火灾，并且无人员死亡。

1．53纳米级材料Sbz03和TBA的协效作用

聚合物的燃烧过程中形成活泼自由基·OH，然后通过连锁反应进行下去。Sb2O3属于添加型阻燃剂与其它阻燃剂、消烟剂并用产生协同效应。阻燃机理是通过隔断热传导和热辐射、壁面效应、与卤素阻燃剂组合的协同效应以及促进不燃性化合物等实现的。超细化sb203通过均匀分散于聚合物材料中，采用凝聚相阻燃和减少链式反应自由基·OH来实现的。同时超细化的Sb2O3 (小于40rim)处于纳米量级，有极大的比表面积，对织物的渗透性大、粘附力高。因此其耐洗牢度高，且不影响织物的色泽。

三氧化二锑(Sb203)是典型的无机阻燃剂。而溴系阻燃剂是目前世界上产量大、效率高的阻燃剂之一，性价比优于其他阻燃剂，而且与锑化合物的协效作用也较好，该实验就研究了在三氧化二锑(Sb203)纳米颗粒和四溴双酚A纳米颗粒的协同作用下对棉织物阻燃性能的影响，并使用氧指数法和垂直燃烧法对棉织物阻燃性能进行了评价。

1．6国内外阻燃织物的标准和测试方法

1．6．1国外阻燃织物的标准和测试方法

目前国际上纺织品阻燃性能测试方法较多，每个国家都有自己的标准，如英国BS、德国DIN、加拿大CGSB、美国Fs、瑞士SNV、日本JIS、法国ANF、瑞典SIS、中国GB以及国际公认的标准1SO等。测试方法可归纳为三大类，垂直测试法、水平测试法和倾斜(45。、30。)测试法，垂直测试法要求较高，水平测试法要求较低。

一般标准测试方法，仪器设备要专门制造，条件要求很高，操作严格复杂。测试结果可以表示在实验室条件下相对的阻燃安全性，有较好的重现性，但其结果还不能代表实际火灾条件下的危险性和燃烧情况。多年来，国内进口或设计了多种阻燃测试仪器，并进行了各种条件试验，对于这些标准方法，要取得良好的重现性，测试条件是关键。其中对数据影响大的是(1)织物和空气的温湿度；(2)火焰大小和温度：0)四周通风条件(试验箱)等：(4)试样大小和火焰的相对位置。试验中也发现各种不同的标准试验方法，由于要求和条件不同，结果常有差别，有时对某一标准方法结果较好，但对另一方法，结果不好甚至很差。因此，各种标准试验方法，仅能说明在某一规定实验条件下，对火焰、热或燃烧表示的安全性，不一定能说明在实际火灾中着火危险性或燃烧程度。在研究或开发阻燃产品时，首先要规定测试标准和方法。

1．6．2国内阻燃织物的标准和测试方法

(1)阻燃纺织品的立法工作

①GB5454—85纺织织物燃烧性能氧指数法

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