阻燃整理

阻燃整理

阻燃整理是指經過整理的織物具有不同程度的阻止火焰蔓延的能力,離開火源后,能迅速停止燃燒。

一、阻燃整理的意義


2.織物的可燃性
(1)著火性:即著火點高低,表示起火的難易。
(2)燃燒性能:在特定條件下,樣品燃燒的速率。
(3)燃燒的毀壞性:燃燒中,通過熱傳導使皮膚T↑,引起灼傷。還有煙及有毒氣體的危害。
纖維按燃燒性能一般分為:
(1)不燃性:玻璃fibre、石棉、鋼鐵纖維等。
(2)難燃性:聚氯乙烯聚丙烯腈
(3)可燃性:羊毛,Silk,滌綸、尼龍等
(4)易燃性:纖維素fibre,硝化纖維素
3.阻燃(整理)效果的評定
(1)垂直燃燒試驗樣法:試樣於阻燃試驗儀中,固定試樣,使試樣下端離燈口距離為19cm,調節火焰高度為38mm ,試樣12S取出,計算剩餘燃燒時間和陰燃時間。
(2)測需氧指數(OI)
OI指樣品在N2、O2混合氣體的環境中保持燭狀燃燒所需O2的最小體積分數,即

二、阻燃整理的方法


阻燃整理有三個途徑:
(1)竭燃法:阻燃劑與纖維素fibre以離子鍵or共價鍵結合,使其在fibre中不溶解而獲得耐久性阻燃效果。
(2)原液法:將阻燃劑直接加入到紡絲液中。
(3)共聚法:將阻燃劑加入到聚合物鏈段中,使織物具有耐洗、耐漂、耐汗漬等合格牢度,並不致被皮膚吸收。
印染廠主要採用第一種方法:
(一)、無機阻燃劑整理:
1.金屬氧化物和鹵化物:如鈦、銻的氧化物、鹵化物,一般製成懸浮液
不耐久、手感粗,最好與其它阻燃劑一起使用,主要用於厚重織物如帳逢等。
2. 硼砂(Na2B4O710H2O)
一般與硼酸按1∶1或7∶3混合使用。價廉,不耐洗,用於室內不常洗織物。
Zn3(PO4)2 、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4等,單獨or與其他阻燃劑混合使用,手感硬,最好與Ti(HSO4)4一起使用。
浸軋(10~32%尿素+5~16%(NH4)2HPO4)→烘乾→焙烘→水洗→浸軋(25~50%Ti(HSO4)4)→鹼洗→烘乾(or再浸軋3%聚乙烯乳液)
(二)有機磷阻燃劑
1.THPC(四羥甲基氯化磷)
①系白色,可溶於水和低級醇的結晶化合物
②THPC的水溶液具有酸性:
③能與胺、醯胺、酚、醇等反應。
④與纖維可發生類似反應,據此推例,THPC在纖維分子間形成交聯:
⑤整理工藝:THPC—醯胺(proban)
處方: THPC, NaOH(or2.5%Na2CO3) 尿素 TMM 柔軟劑
16% 1% 9.7% 1% 0.1%
浸軋整理液→烘乾 焙烘 水洗、烘乾
⑥特點:阻燃性↑,但機械性能↓手感粗,有吸氯泛黃現象
2、PyrovatexCP
工作液組成:阻燃劑,緩衝劑穩定劑,催化劑,柔軟劑、固著劑等。
浸軋(CP)→浸軋(TMM)→烘(85℃)→焙烘(160℃)→鹼洗、水洗
特點:阻燃性高,強力損失小。
上述阻燃整理劑一般對滌綸不起作用,故滌/棉混紡織物的阻燃整理必須按纖維特性分別選用適當的整理劑。
滌綸屬熱塑性fibre,260℃熔融,560℃燃燒,燃燒時or移開火源,滌綸熔融物滴落且收縮,火焰可自行熄滅。但在滌/棉混紡物中,棉fibre會形成支架作用,阻止熔體滴落,而使其繼續燃燒,滌綸失去了自熄作用,且滌綸較高的燃燒熱,會加速棉fibre的燃燒,致使燃燒現象更為複雜,比純紡者更危險,目前還沒有理想的阻燃劑。
滌/棉阻燃整理工藝:
滌組分用三(2,3一二溴丙基)膦酸酯(TDBPP),棉組分用THPC,兩種整理劑可用同浴浸軋處理。
要求:兩種整理劑有相容性,能在同一條件下固著。
工藝流程:
浸軋→烘乾→熱溶(180~200℃)→皂洗(70~80℃)→水洗→烘乾
特點:耐久性↑,服用性能↓,有機膦對人體健康有一定危害。

三、阻燃機理


1.織物燃燒機理
(1)燃燒現象可分為有焰燃燒和無焰燃燒兩種,前者是fibre熱裂解時形成的氣體or揮發性液體的燃燒,後者則是殘渣(碳)的氧化。
(2)fibre的燃燒與其熱裂解的產物有關,不同fibre的熱裂解過程不同。
2.阻燃機理
(1)覆蓋論:阻燃劑在>500℃時能在fibre表面形成有隔絕作用的覆蓋層,除阻礙O2供應外,還阻止可燃氣體向外擴散,從而達到阻燃目的,如硼砂-硼酸。
(2)氣體論:
一是阻燃劑在燃燒溫度下,分解出不燃氣體,將可燃性氣體濃度沖淡到能產生火焰濃度以下;另一種是阻燃劑在加熱條件下,能作為活潑性較高的游基轉移體,從而阻止了遊離基反應的進行。
(3)熱論:
一是阻燃劑在高溫下發生吸熱變化,如熔融和升華,從而阻止燃燒蔓延,另一種則是fibre迅速散熱,使織物達不到燃燒溫度。
(5)催化脫水論
主要指改變fibre的熱裂解過程。由於阻燃劑能使纖維素分子鏈在斷裂前發生迅速而大量的脫水,甚至發生某些交聯作用,阻止左旋葡萄糖的生成,使有焰燃燒得到抑制。
有機磷化合物的阻燃作用是由於它可與纖維素分子中的羥基形成酯,阻止左旋葡萄糖的形成,且進一步使纖維素脫水,生成不飽和雙鍵,促進纖維素分子間形成交聯,增加碳狀物的形成,阻陰燃效果較好。只有當整理劑用量提高到10%后,才能有效阻止有焰燃燒。