浅析阻燃纺织品

摘要：

本文通过分析纺织品的阻燃机理，介绍了几种阻燃方法，并阐述了阻燃性能在测试方面的两个重要指标。最后说明了阻燃纺织品的发展前景。

关键词：阻燃织物；阻燃机理；生产方法；阻燃性测定

阻燃制品可以从源头上降低火灾的发生，确保人们生命财产安全。随着消防法规和纺织品燃烧性标准的逐步建立和完善，对阻燃纺织品的性能要求越来越多。目前，国内外相关部门对装饰用纺织品、室内窗帘、床上用品，家具用布、各种贴布，井下作业用风筒布、传送带、医药用布，汽车。飞机、轮胎和军队用的纺织品等都作了阻燃性能的指标要求…。因此对纺织品阻燃性能的研究和探讨显得尤为重要，特别是在纺织纤维的改性加工及织物的化学整理技术中，阻燃技术的发展已成为重中之重。

1　阻燃机理

织物的燃烧过程需要经过一系列复杂的物理和化学变化。首先，可燃物质受到火(热)源的作用，温度升高并伴随着纤维分解，产生可燃性气体、不燃性气体和碳化残渣：然后，可燃性气体与空气中的氧混合引起燃烧，并释出大量燃烧热，燃烧热又对纤维进行作用，从而促使燃烧反应连续进行。从燃烧的过程分析，要达到阻燃的目的就必须控制住固相分解，减少可燃气体的产生：或抑制气相燃烧，削弱可燃气体的热能。目前比较成熟的阻燃机理有四种

(1)熔融覆盖机理

阻燃剂与火源接触后产生玻璃状隔离膜，把被燃物覆盖起来使之与氧气隔开，达到阻燃的目的。如有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层，一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。

(2)气体机理

根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。用阻燃剂捕捉燃烧反应中的自由基，可降低燃烧区的火焰密度，使燃烧反应速度下降直至终止，从而达到阻燃的目的。如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来，阻燃剂中的卤素能够在气相燃烧区中捕捉燃烧反应中的自由基，达到阻燃的目的。

(3)吸热反应机理

在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。如AI(OH)，阻燃剂充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而达到阻燃的目的。

(4)化学机理

阻燃剂作为一个组分参加化学反应，生成不燃或难燃物质，达到阻燃目的。

2　阻燃织物的生产方法

阻燃织物可以通过生产阻燃纤维和对织物进行阻燃整理两种方法获得。

2.1　阻燃纤维的生产方法

2.1.1　提高成纤聚合物的热稳定性

(1)在成纤高聚物的大分子链中引入芳环或芳杂环，增加分子链的刚性、大分子链的紧密度和内聚力。如芳纶1313、芳纶1414、聚酰亚胺纤维、聚芳砜酰胺纤维等。

(2)通过纤维中线型大分子链间交联反应生成三维交联结构，从而阻止碳链断裂，成为不收缩、不熔融的阻燃纤维。酚醛纤维就是这种技术制造的阻燃纤维。

(3)将纤维置于200~C一300℃高温的空气氧化炉中，使纤维大分子发生氧化、环化和碳化等反应，直线型分子链转化为耐热的梯形结构。聚丙烯腈预氧化纤维就属此类。

2.1.2　对原丝进行阻燃改性

(1)共聚法。在成纤高聚物的合成过程中，把含有磷，卤、硫等阻燃元素的化合物，作为共聚单体引入大分子链中，然后再把这种阻燃性成纤高聚物用熔融纺或湿纺制成阻燃纤维。目前，生产的阻燃涤纶和阻燃腈纶大多采用这种方法。

(2)共混法。将阻燃剂混炼入纺丝熔体或原液中纺制阻燃纤维。如在粘胶原液中混炼入磷化物，在醋酯原液中混炼入溴和磷。

(3)后处理改性。将湿法纺丝过程中的初生纤维，用含有添加型阻燃剂的溶液处理，使阻燃剂渗入纤维内部，而获得阻燃性。这种方法工艺简单，但阻燃纤维的阻燃持久性不如原丝改性法。

2.2　织物的阻燃整理

(1)浸轧培烘法。将织物置于由阻燃剂，交联剂，催化剂，润湿剂和柔软剂组成的浸轧液中，经过浸轧、预烘、培烘，后处理等步骤，使阻燃剂被纤维聚合体吸尽。

(2)涂布法。将阻燃剂混入树脂内，靠树脂的黏合作用将阻燃剂固着在织物上。

(3)喷雾法。用手工喷雾或机械连续喷雾的方法将含有阻燃剂的液体喷洒在织物上。

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阻燃性能测定

评判织物的阻燃性能指标主要有两种：

(1)极限氧指数。通过测定样品的(LOI)来进行评判。其含义是样品在氮。氧混合气体中维持燃烧所需氧气的最小体积百分率。氧指数越高则说明维持燃烧所需的氧气浓度越高，织物越难燃烧，即面料的阻燃性能越好。计算式如下：

LOI＝[O2]/[O2]+[N2]×100％

式中[O2]一氧气流量，L／min，

[N2]――氮气流量，L／min。

从理论上讲，纺织材料的氧指数只要大于21(自然界空气中氧气的体积浓度)，其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小，通常将纺织品分为易燃(L0135％)四个等级。

(2)燃烧速率。经过阻燃整理的面科按规定的方法与火焰接触一定的时间，然后移去火焰，测定面料继续有焰燃烧和无焰燃烧的时间，以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短，被损毁的程度越低，则表示面料的阻燃性能越好：反之，则表示面料的阻燃性能不佳。

4　结语

阻燃织物能够有效地预防火灾的发生，延缓火焰的蔓延，能有效地保护人们的生命财产安全，具有广阔的发展前途和市场前景。随着全世界对民用织物的阻燃及产业用织物的阻燃要求越来越高，对改善纺织品阻燃性能的研究必将不断深入，成为纺织行业科技领域中的重大研究课题。