功能性面料—阻燃面料
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家法制的健全,阻燃紡織品的推廣應(yīng)用引起全社會(huì)的重視。國(guó)外對(duì)阻燃織物的開(kāi)發(fā)及研究較多,一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家早在20世紀(jì)70年代中期就制定了紡織品的阻燃法規(guī),而且近年來(lái)要求越來(lái)越高,規(guī)定越來(lái)越細(xì)。1998年9月1日開(kāi)始實(shí)施的《中華人民共和國(guó)消防法》,促進(jìn)了我國(guó)阻燃紡織品技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái),我國(guó)對(duì)阻燃紡織品的研究開(kāi)發(fā)逐漸增多,并已取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的加快,旅游、交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,以及外銷(xiāo)紡織品需求的增加,阻燃紡織品存在著巨大的潛在市場(chǎng)。據(jù)調(diào)查,阻燃產(chǎn)品的消費(fèi)量主要分布于鋼鐵鑄造業(yè)、消防服務(wù)業(yè)及化學(xué)制造業(yè)等,公共服務(wù)單位主要如:醫(yī)院、軍隊(duì)、森林救火服務(wù)隊(duì)。除衣著外,汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)用阻燃紡品,賓館、劇院、禮堂等場(chǎng)所座椅套布、窗簾及裝飾用布前景亦是潛力無(wú)窮。
紡織品實(shí)現(xiàn)阻燃功能性的兩種主要途徑~
一、用后整理方法將阻燃劑圖層在織物表面或滲入到織物內(nèi)部。
目前國(guó)際上流行的阻燃工藝有普魯苯(Proban)和CP阻燃。
普魯苯(Proban)是水溶性阻燃劑,極易滲入纖維內(nèi)部,使其具有阻燃性能。它是一種用于棉纖維及其混紡織物的后整理阻燃劑,其主要特點(diǎn)是使用這種阻燃劑生產(chǎn)整理后,在織物的內(nèi)部形成永久性的交聯(lián),因而使其具有阻燃性能,并能保持織物的原有性能。
CP阻燃面料是采用進(jìn)口工藝和進(jìn)口環(huán)保阻燃劑生產(chǎn)的阻燃面料,優(yōu)于普魯苯阻燃織物重要一點(diǎn)是通過(guò)水洗及甲醛捕捉處理后達(dá)到的甲醛含量完全可以達(dá)到國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn),并且甲醛含量不會(huì)隨時(shí)間的變化而發(fā)生反彈。但CP阻燃加工后造成織物強(qiáng)力損失略大于普魯苯阻燃織物,并且價(jià)格較高。
二、將有阻燃功能的阻燃劑通過(guò)聚合物聚合、共混、共聚、復(fù)合紡絲、接擠改性等技術(shù)加入到纖維中,使纖維具有阻燃性,即阻燃纖維。
目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)使用的阻燃纖維主要有:芳綸、阻燃腈綸、阻燃黏膠、阻燃滌綸、阻燃維綸等。使用這些纖維生產(chǎn)的阻燃面料除了具有優(yōu)異的阻燃性能外,著名的特點(diǎn)就是具有較強(qiáng)的耐洗性能,因其自身就是阻燃纖維,所以普通的工業(yè)洗滌不會(huì)影響其阻燃性能,被稱(chēng)之為永久性阻燃面料。
使用阻燃纖維生產(chǎn)的阻燃產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)~
1、優(yōu)良的永久性阻燃防火性能,洗滌和摩擦不會(huì)影響阻燃性能。
2、安全性好,纖維遇火時(shí)低煙霧釋放,不釋放毒氣。
3、以常規(guī)纖維為載體,不產(chǎn)生危害元素,符合環(huán)保要求。
4、良好的隔熱性,提供全方位的熱保護(hù)。
5、面料具有常規(guī)纖維所具有的吸放濕性能,具有手感柔軟、舒適、透氣、保暖等特點(diǎn)。
6、后整理阻燃主要用于棉或低比例化纖的織物,而阻燃纖維以各種化纖為載體,充分發(fā)揮了各類(lèi)化纖的優(yōu)異性能。
阻燃織物應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,可用于制作防護(hù)性服裝、特殊功能性服裝,廣泛應(yīng)用于軍隊(duì)、消防、石油、電力、天然氣、冶金、機(jī)械、礦業(yè)、化工、航空、海運(yùn)等行業(yè);制作一般服裝,尤其是幼兒服裝、睡衣等;制作家庭、賓館裝飾用品,如:地毯、窗簾、床上用品等;工業(yè)用機(jī)器蓋布,帳篷等。
為什么要做阻燃處理~
織物是人們生活中不可缺少的重要組成部分, 但織物一般容易燃燒,進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上至少約50%的火災(zāi)是由織物燃燒引起的??椢镒枞紕┑淖饔猛ㄋ滓锥木褪亲尶椢飳?shí)現(xiàn)難燃或則不然的效果從而降低火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)的一種化學(xué)助劑。
阻燃面料阻燃機(jī)理~
在外部熱源的作用下,當(dāng)溫度達(dá)到260 ℃時(shí),滌綸織物開(kāi)始軟化,繼續(xù)升高溫度到280 ℃時(shí),滌綸發(fā)生熱氧化降解作用,產(chǎn)生揮發(fā)性的易燃產(chǎn)物,受明火作用發(fā)生燃燒,產(chǎn)生活潑的氧自由基和氫自由基,自由基使滌綸織物發(fā)生進(jìn)一步的降解反應(yīng)。滌綸利用燃燒過(guò)程中所釋放的熱量作為熱源,使織物進(jìn)一步發(fā)生降解,從而使燃燒過(guò)程繼續(xù)下去。
由上述滌綸的燃燒機(jī)理分析可知,滌綸的燃燒過(guò)程就是熱源、織物和氧氣的相互作用的循環(huán)過(guò)程。而阻燃整理是指通過(guò)對(duì)織物進(jìn)行后整理使其在受外界熱源作用時(shí)的可燃性降低,燃燒蔓延速度延緩,移去外部熱源后火焰能快速熄滅。對(duì)織物的燃燒過(guò)程來(lái)說(shuō),阻燃就是要切斷熱源、織物和氧氣三者間的相互作用的循環(huán)系統(tǒng)。
理論上阻燃機(jī)理可以是物理作用、化學(xué)作用或者是兩者結(jié)合作用的方式。可以將阻燃機(jī)理分為下面幾類(lèi)
分解吸熱阻燃機(jī)理
阻燃劑在受熱狀態(tài)下發(fā)生了吸熱分解反應(yīng)如:相變、脫水等,此時(shí),阻燃劑能吸收一定的熱能,減少織物受熱,從而降低了織物的熱分解和可燃性氣體的生成。吸熱阻燃主要體現(xiàn)在無(wú)機(jī)阻燃劑上,如:氫氧化鎂、氫氧化鋁等,無(wú)機(jī)阻燃劑的分解過(guò)程和分解的產(chǎn)物都能吸收大量的熱能。
覆蓋阻燃機(jī)理
覆蓋阻燃是阻燃劑受熱燃燒時(shí)發(fā)生化學(xué)變化,產(chǎn)生了難燃性的物質(zhì)固化在織物上,織物表面形成了一種隔絕覆蓋層。覆蓋層可以起到隔絕作用,阻擋了織物與熱源、氧氣間的交流,并且能夠阻礙可燃性氣體的擴(kuò)散,阻斷它們的相互作用,從而起到阻燃的作用。無(wú)機(jī)和有機(jī)阻燃劑中均有覆蓋阻燃機(jī)理的體現(xiàn),如聚磷酸銨類(lèi)的阻燃劑就是覆蓋阻燃機(jī)理。
纖維改性阻燃機(jī)理
織物可通過(guò)纖維改性的方式獲得獨(dú)特的功能,降低可燃性或提高阻燃性,如:
1)可以提高織物的熔融性能,使纖維材料軟化、收縮、熔融現(xiàn)象發(fā)生在熱裂解之前,變?yōu)槿鄣蔚温洌瑹崃勘粠ё呤够鹧孀韵ǎ?/p>
2)通過(guò)向纖維大分子中引芳環(huán)或芳雜環(huán),增大纖維分子鏈間的密集度和內(nèi)聚力,從而提升纖維的耐熱性;
3)通過(guò)改性纖維的方式,例如,大分子鏈交聯(lián)環(huán)化,與金屬離子形成絡(luò)合物等方法,從而改變了纖維的分子結(jié)構(gòu),抑制熱裂解,降低了可燃性氣體的產(chǎn)生。
催化脫水成炭阻燃機(jī)理
阻燃劑在受熱過(guò)程中,通過(guò)改變纖維熱裂解,來(lái)促進(jìn)纖維的脫水、環(huán)化和交聯(lián)等過(guò)程,進(jìn)而形成了炭層。炭層的形成可以減少可燃性氣體的生成,還可以對(duì)織物有覆蓋隔絕作用,以此種阻燃機(jī)理作用的阻燃劑多為含磷類(lèi)阻燃劑。普遍認(rèn)為磷酸鹽及有機(jī)磷酸化合物具有阻燃作用,是由于它與纖維大分子中的羥基發(fā)生了酯化反應(yīng),阻止了左旋葡萄糖的形成,并且使纖維素進(jìn)一步脫水,生成了不飽和雙鍵,加快了纖維素分子間的交聯(lián)反應(yīng)速度,提高了織物的殘?zhí)可陕?,達(dá)到阻燃的目的。
氣相阻燃機(jī)理
氣相阻燃機(jī)理主要有兩種理論,一是氣體稀釋理論,另外一種為自由基理論。氣體稀釋理論認(rèn)為阻燃的機(jī)理是由于阻燃劑受熱分解產(chǎn)生了不可燃?xì)怏w,這類(lèi)氣體對(duì)可燃性氣體的濃度進(jìn)行了稀釋?zhuān)瑥亩箍椢锶紵^(guò)程中氧氣不足,且這類(lèi)氣體的擴(kuò)散起到散熱降溫的作用,從而達(dá)到阻燃的效果;自由基理論認(rèn)為阻燃劑的熱裂解產(chǎn)物能夠中斷燃燒的連鎖反應(yīng),因?yàn)榱呀猱a(chǎn)物在燃燒過(guò)程中可大量捕捉高能量的氧自由基和 氫自由基,從而發(fā)揮阻燃作用。以氣相阻燃機(jī)理作用的主要有含銨類(lèi)阻燃劑和鹵素類(lèi)阻燃劑,前者是氣體稀釋機(jī)理,后者為自由基理論。