涤棉混纺织物的阻燃整理2.pdf

第14卷第3期广西工学院学报Vol.14No.3
2003年9月JOURNALOFGUANGXIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYSetp.2003

文章编号1004-6410(2003)03-0012-04

涤棉混纺织物的阻燃整理

杨志毅1,张英2,王健敏3

(1.广西工学院鹿山学院,广西柳州545006;2.广西工学院轻化系,广西柳州545006;
3.柳州市床单厂,广西柳州545003)

摘要:介绍涤棉混纺织物的阻燃机理和阻燃整理工艺,讨论了阻燃剂的配置,织物前处理、乳化剂和粘合剂的选
择、碱减量、焙烘条件对阻燃效果的影响,试验结果的有关主要阻燃性能指标达到了国家标准。
关键词:涤棉混纺织物;碱减量;阻燃剂;阻燃整理
中图分类号:TS195.6文献标识码:A

0引言

早在三十年代,人们已充分认识到无论是军用纺织品还是民用纺织物的阻燃性能的重要性,至九十年代
初,国内外单一纤维织物(如纯棉织物、纯涤纶织物等)的阻燃整理已经相当成熟。但是,简单地将单一纤维织
物的阻燃整理剂应用于涤棉混纺织物不一定能获得良好的阻燃效果。国内在这方面的研究还不十分成熟。为
了满足市场的需求,广西工学院和柳州市床单厂承担了柳州市科委项目,合作研发涤棉混纺织物阻燃产品。
主要任务是研制一种阻燃剂,应用于涤棉混纺织物的阻燃整理,生产阻燃高支高密精梳涤棉织物的炼白布、
染色布、满地印花布、斜纹台布等。涤棉混纺组份比例为50∶50。

1涤、棉纤维的受热燃烧性质

棉纤维受热到350℃就开始热分解,很容易产生可燃的热解气化物,例如H·、CO等,如有足够的氧存
在,就会着火燃烧。棉纤维产生燃烧的限氧指数(LOI值)为18-20%。涤纶纤维是一种热塑性纤维,它的软
化温度是238～240℃,熔点是255-260℃,受热到420～447℃开始热分解。涤纶织物在玻璃衬托上的限氧
指数是20-22%,在悬挂状态下是25%。涤纶织物在悬挂状态下的燃烧过程是首先发生热收缩,然后产生熔
融,再进一步熔融为液滴,滴落到地面,将热能带走,从而产生自熄作用。
涤棉混纺织物的燃烧性,并不等于涤棉各纤维组份燃烧性的相加[1]。涤棉织物在燃烧过程中,熔融的涤
纶组分覆盖在热解的棉纤维(碳状)表面,而热解棉的碳状态架构阻止了涤纶纤维的热收缩,因而不会自动滴
落脱离燃烧的热源。实际上,纤维状的碳状焦碳不仅支托了熔融的涤纶,还会把熔融的涤纶体芯吸到燃烧的
热源中,增加了着火区中燃料的供应,这种情况,人们称之为“骨架”效应。正由于这种“骨架”作用,使涤棉混
纺织物的燃烧性远比人们预想的要强烈得多。
涤棉混纺织物和其他燃料一样,在热裂解时可与空气中的氧产生反应,并通过歧化反应:

H·+O2→HO·+O·(1)

O·+H2→HO·+H·(2)
使得燃烧蔓延。在燃烧的火焰中,主要的放热反应是:

收稿日期:2003-03-14
基金项目:柳州市科学与技术开发项目(桂科95420)。
作者简介:杨志毅(1964-),男,广西桂平人,广西工学院鹿山学院高级工程师。
第3期杨志毅等:涤棉混纺织物的阻燃整理13

HO·+CO→CO2+H·(3)
从而提供了保持燃烧所需的大部分热量。因此,要实现阻燃目的,必须要强烈抑制歧化反应(1)和(2)的
进行。

2阻燃机理和整理方法

2.1阻燃机理
纺织物经过阻燃整理后,并不是说织物遇到火源不产生燃烧,而是其可燃性降低了,即遇火不容易燃烧,
火焰不蔓延或蔓延速度低,当织物离开火源后能很快自熄,不再继续燃烧或阴燃。阻燃机理的复杂性和多样
性已被公认,随着使用的阻燃剂种类的不同,其阻燃机理是有所区别的,迄今尚未建立对各方面都适用的阻
燃理论[2],但概括起来有四种理论:覆盖论、气相论、热论和催化脱水论。
在气相阻燃机理中,气相燃烧反应的速度与燃烧过程中产生的自由基HO·和H·的浓度有密切关系,
气相阻燃剂的作用主要是将这类高能量的自由基转化成稳定的自由基,抑制燃烧过程的进行,达到阻燃目
的。
卤素(溴)衍生物的阻燃作用被认为是按气相机理进行[3]。当含溴阻燃剂MBr受热时首先释放出溴游离
基:
MBr→M′+Br·(4)
或是释放出溴化氢HBr:
′
MBr→M+HBr(5)
溴游离基Br·与织物燃烧时释放出的可燃性气体RH反应生成不燃烧性气体溴化氢:
Br·+RH→R·+HBr(6)
溴化氢可有效地抑制歧化反应(1)和主要的放热反应(3),所以溴化氢是真正的火焰抑制剂:

H·+HBr→H2+Br·(7)

HO·+HBr→H2O+H·(8)
[3]
反应(7)比反应(8)快两倍,而且在火焰前沿H2/HO·的比值高,表明反应(7)是抑制燃烧的主要反
应。在此情况下,反应(7)和反应(1)相互竞争,结果是活性H·被消耗了,而活性H·