作者:百檢網 時間:2021-12-07 來源:互聯網
?纖維紡織產品在日常生活、建筑、軍事、醫藥、生物等方面有廣泛的應用,但未經過阻燃整理的纖維織物具有易燃性,容易在使用過程中引發火災,造成人員傷亡或財產損失。
阻燃纖維一般指在高溫燃燒環境中不能燃燒或者不能充分燃燒的纖維材料,與明火接觸后不會產生火焰或只能產生細微的火焰,與火源分離后火焰迅速熄滅。
目前,棉質紡織品的阻燃整理技術已經基本成熟,合成纖維的阻燃整理研究也得到了一定的發展,但是還存在一定的缺陷。(例如阻燃整理后,合成纖維染色織物的耐久性、手感、染色效果、強度等性能出現不同程度的降低;合成纖維阻燃單體合成費用比較高等)
紡織物阻燃纖維的種類
阻燃纖維紡織產品眾多,不同纖維聚合物大分子與阻燃劑通過物理或者化學方式結合,形成阻燃性能不同的纖維被用于不同行業,降低紡織品發生火災的概率,*大限度地保障公眾的人身和財產安全,或者滿足部分行業的特殊要求。
1阻燃聚丙烯腈纖維
聚丙烯腈纖維是由丙烯腈和其他單體發生共聚反應產生的聚合物再經紡織得到,性能與羊毛相似,因此常被稱為“人造羊毛”,但是聚丙烯腈纖維的*限氧指數約為17%,位居合成纖維的末位,需要進行阻燃整理(使其*限氧指數高于26%)。
聚丙烯腈纖維具有良好的耐候性、彈性、耐日曬性、蓬松性、保溫性及耐化學試劑性能,對漂白粉、無機酸、過氧化氫和一般的有機試劑都有耐受性。
2阻燃耐高溫纖維
阻燃耐高溫纖維種類較多,例如Basofil纖維、PBI纖維、PPS纖維等。
Basofil耐熱防火纖維是一種由三聚氰胺合成的阻燃纖維,具有很好的熱穩定性、阻燃性和防水解、防化學品腐蝕、防紫外線性能,被應用于多種隔熱防火工作場所。Basofil纖維混合織造,可以得到優良的耐火阻燃紡織產品。
PBI纖維即聚苯并咪唑纖維,素有“阻燃之王”的美譽,是一種典型的雜環高分子耐高溫材料。PBI纖維主要應用于低毒、無煙、阻燃、耐高溫領域,可以制備飛行服、消防服、耐高溫工作服或救生用品等。
PPS纖維也被稱為聚苯硫醚纖維,是由聚苯硫醚樹脂采用常規的熔融紡絲技術經高溫、卷曲、拉伸和切斷制得,具有優異的阻燃性、熱穩定性和較好的紡織加工性能,可用于制造**消防服裝。
3阻燃黏膠纖維
黏膠纖維以天然纖維素為原料制成,具有綠色環保、可再生、生物相容性優良等優勢。黏膠纖維的*限氧指數僅有19%,與其他纖維紡織品有相似的易燃特性。經過阻燃整理的黏膠纖維具有易染色,吸濕性好和抗靜電等性能,一般被用于特種防護紡織產品,在與火源短暫接觸時,能夠迅速起到保護作用。
阻燃黏膠纖維與芳綸、羊毛等高性能纖維混紡可制得兼具多種纖維優良性能的織物,這類織物手感柔軟、穿著舒適、吸濕性良好且阻燃性能較好,在家具裝飾、高檔內衣紡織領域具有很好的發展前景。
阻燃黏膠纖維的整理工藝主要有兩種:(1)紡絲結束后使用物理或化學方式將阻燃劑附著在黏膠纖維上;(2)紡絲之前將阻燃劑混合或鍵合到黏膠中,然后再通過紡絲得到阻燃黏膠纖維。
4阻燃滌綸纖維
聚酯纖維也被稱為“滌綸”,是由二元醇和二元酸縮聚成聚酯再經紡絲制得的合成纖維,是一種高分子化合物。滌綸纖維具有良好的保形性和抗皺性,較高的彈性恢復性能和強度,且滌綸織物抗皺免燙、堅固耐用、不沾毛。
阻燃滌綸纖維遇火時只會產生熔滴,不會燃燒,即使經過35~50次洗滌,阻燃性能也不會改變。阻燃滌綸纖維廣泛應用于室內裝飾織物、帳篷、飛行服、降落傘等。
5阻燃棉綸纖維
棉綸纖維也被稱為聚酰胺纖維,具有良好的耐磨性、回彈性和強度,其工業產量僅次于滌綸纖維,廣泛應用于工業、醫療、軍事等領域。但棉綸纖維中含有化學性質較為活潑的酰胺鍵,在高溫環境中,酰胺鍵*易與阻燃劑發生反應,使棉綸纖維發生降解。
棉綸纖維織物的阻燃方法:
(1)對棉綸纖維原料進行阻燃整理;
(2)對棉綸織物進行阻燃后整理;
(3)前兩者結合進行阻燃整理。
阻燃棉綸纖維的生產主要以共混聚合法為主,常用的阻燃劑有含增效劑的鹵化物阻燃劑和磷系阻燃劑。
6維綸阻燃纖維
維綸也叫維尼綸,是聚乙烯醇縮醛纖維的商品名,性能與棉花相似,因此有“合成棉花”之稱,是合成纖維中吸濕性*好的纖維。維綸化學穩定性好,耐氣候性和耐日光性較好,不耐強酸、耐堿,強度弱于棉綸和滌綸,維綸染色性較差,易起皺,且染色織物顏色暗沉。
采用溶膠-凝膠技術,**將高分子阻燃劑轉化為納米級粒子,再通過特殊工藝整理到維綸纖維有機大分子中制得阻燃維綸纖維。阻燃維綸纖維不僅具備纖維本身的物理性能,還增加了無毒、阻燃、不熔融、不滴落等特點。
以阻燃維綸纖維為原料制得的紡織產品,安全性能與使用性能均得到大幅提高,已被廣泛應用于工業、軍事、紡織、建筑等領域。
阻燃纖維的阻燃機理
發生燃燒一般需要具備可燃物、熱源和氧氣3個條件,要達到阻燃目的,必須切斷3個燃燒條件之間的循環。目前被認可的阻燃機理大致有以下6點:
1覆蓋機理
在織物上添加一定量的阻燃劑,當織物處于高溫環境時,阻燃劑在織物纖維表面形成熔融層狀薄膜或泡沫覆蓋層,發揮隔絕空氣,隔熱作用,降低可燃性氣體的釋放量,進而阻止紡織物持續燃燒。
???????????阻燃性在紡織纖維表面形成隔離層的方式有兩種:
(1)阻燃劑受熱產生的降解產物促進織物纖維表面脫水炭化,形成穩定性比較好的炭化層或交聯狀固體物質;
(2)阻燃劑(如鹵化磷類和硼系阻燃劑)在高溫燃燒環境中分解成不易發揮的薄膜包覆在纖維表面,發揮隔離膜的作用,進而阻燃火勢蔓延。
2吸熱機理
一般的燃燒反應可在短時間內產生很高的熱量,如果在燃燒過程中迅速轉移或吸收一部分熱量,如果在燃燒過程中迅速轉移或吸收一部分熱量,則可以降低火焰溫度,在一定程度上抑制燃燒。無機阻燃劑一般為吸熱阻燃方式,例如氫氧化鎂、氫氧化鋁等。
3不燃性氣體窒息機理
阻燃劑在高溫下受熱分解出不燃性氣體,稀釋纖維聚合物燃燒后釋放的可燃性氣體濃度,同時稀釋織物燃燒范圍內的氧濃度,生成的不燃性氣體和熱對流也會分散一部分熱量,抑制或阻止燃燒的繼續進發,發揮阻燃作用。
4熔滴機理
織物纖維受熱燃燒時,阻燃劑作用于紡織物纖維表面,使織物纖維的聚合物發生分解反應,逐漸擴大著火點和熔點之間的溫度差,熔融的熱塑性纖維會收縮形成熔滴滴落并帶走一部分熱量,抑制燃燒過程,使火焰熄滅。
5提高織物纖維的熱裂解溫度
將芳環或芳雜環引入織物纖維的聚合物大分子,使分子鏈間的作用力、交聯程度和大分子鏈間的密集度增大,提高纖維材料的炭化程度以及耐熱性,進而發揮阻燃作用。
6自由基控制機理
由燃燒鏈反應理論可知,自由基是維持燃燒的基礎。氣相燃燒區中,阻燃劑能夠捕捉燃燒反應中的自由基,抑制火焰繼續蔓延,進而降低燃燒反應的速度,直至火焰熄滅。含鹵阻燃劑的蒸發溫度接近纖維聚合物的分解溫度,當織物受熱燃燒分解時,阻燃劑也會隨之揮發,熱分解產物與含鹵阻燃劑均處于氣相燃燒區,阻燃劑中的鹵素可以捕捉維持燃燒反應的自由基,降低燃燒區域的火焰密度,*終抑制或者阻止織物繼續燃燒。
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