抗燃纖維
抗燃纖維
具有抗燃性能的特種纖維,又稱阻火纖維。這一類纖維在燃燒條件下能分解出不可燃氣體,使纖維轉化為穩定的化學結構。由於這些纖維分別具有三向交聯、金屬螯合或多環結構,在熱分解時需要的離解能極高,因此在火焰中難以燃燒,也不熔融,僅發生赤熱和炭化,纖維仍保持原形並具有一定的物理機械性能。它能在瞬間承受極高的溫度,即使在氧濃度很高的環境中也難燃燒。極限氧指數一般都在30%以上。極限氧指數(L.O.I.)是維持纖維離開火源后仍能繼續燃燒的空氣中含氧最低克分子濃度。抗燃纖維大都不溶於各種溶劑中,分離時不放出有害氣體。抗燃纖維的抗燃性與難燃性有別。
目錄
有一些阻燃纖維的原絲(如滌綸、錦綸和腈綸)本身是可燃的,只是通過加入某種阻燃劑,使其在燃燒過程中抑制遊離基反應或改變可燃物的熱分解機理,促進脫水碳化反應;有些則使分解而釋出的不可燃氣體覆蓋纖維表面,起隔絕空氣的作用,達到阻燃效果。然而這種阻燃效果是有限的,纖維在高溫下仍能熔化,極限氧指數一般在26~30%。嚴格說來,這類纖維雖較難燃燒,但仍不屬於抗燃纖維,在火焰中可燃但不延燃,移開火源后具有自熄性。無機纖維如玻璃和金屬氧化物等纖維則屬不燃纖維。
抗燃纖維的製法有:①製備體型結構的纖維,先把分子量較低的熱固性線型樹脂紡製成纖維,然後在催化劑和固化劑的作用下加熱固化,形成三向交聯,如酚醛、脲醛和三聚氰胺甲基等纖維。交聯度越高,纖維的抗燃性越好。現已工業化生產的有酚醛纖維,美國商品名為基諾爾Kynol,可以耐瞬間2500℃的高溫火焰,絕緣性和隔音性良好。還可用以進一步製成碳氈、活性炭纖維和離子交換纖維。②通過高溫熱處理或表面變性處理,如將某些芳香族聚醯胺纖維(如聚間苯二甲醯間苯二胺及其共聚纖維)在高溫下或同時含有鹵素或鹵化物的情況下進行化學變性處理,使纖維表面具有一層交聯結構或引入鹵素取代基而具備抗燃性。這種纖維可用作密封和防護材料。③金屬螯合,對苯二甲醯氯與草醯雙脒腙的縮聚纖維(簡稱PTO纖維)或某些芳醯肼纖維,都可以與某些金屬離子螯合。螯合的金屬離子不同,纖維的顏色和極限氧指數也不相同。螯合度越高,彈性模量、熱穩定性和極限氧指數也越高。用鉛離子螯合的纖維不具有抗燃性,但具有耐輻射特性。④在某些耐高溫或有機高強度高模量纖維的芳環上引入鹵素或磷化物等取代基,或加入抗燃劑,也可以提高纖維的抗燃性。加入鹵素的抗燃性強弱順序為溴>氯>氟。
抗燃纖維主要用途是作防火耐熱服、帘子布、絕熱材料以及濾材等。共同的缺點是耐光性和耐磨性較差。