成功案例
滌棉混紡織物的阻燃整理2
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棉纖維受熱到 350℃就開始熱分解, 很容易產(chǎn)生可燃的熱解氣化物, 例如 H·、CO 等, 如有足夠的氧存
在, 就會著火燃燒。棉纖維產(chǎn)生燃燒的限氧指數(shù)( LOI 值) 為 18- 20% 。滌綸纖維是一種熱塑性纖維, 它的軟
化溫度是 238～240℃, 熔點(diǎn)是 255- 260℃, 受熱到 420～447℃開始熱分解。滌綸織物在玻璃襯托上的限氧
從表 2 的數(shù)據(jù)可知, 經(jīng)過堿減量處理的織物與未經(jīng)堿減量處理的織物相比較, 前者更加有助于對阻燃工作
滌棉混紡織物中的棉纖維的吸附性。對于滌 綸纖維, 可通過堿減量處理, 使滌綸纖維表面 產(chǎn)生凹凸不平從 而增大了滌綸纖維的 表面 積, 有利于滌綸纖維對工作液的吸附, 提高阻 燃效果。試驗(yàn)結(jié)果見表 2。
阻燃工藝條件采用軋- 烘- 焙阻燃工藝路線, 通過小樣試驗(yàn), 先以簡易垂直燃燒法測試織物燃燒后的炭 長和陰燃時(shí)間( 根據(jù)國標(biāo) GB5455- 85) 來評判阻燃效果, 以確定工藝配方和工藝條件。
織物的增重是指織物經(jīng)軋- 烘- 焙整理后, 織物重量的增加。顯然, 工作液的濃度將影響到織物的增重,
3. 3工藝路線和阻燃整理工藝條件探討 作為一種滌棉混紡阻燃產(chǎn)品, 除了要獲得特定的阻燃效果之外, 還要具備一定的耐洗性和良好的手感, 為此設(shè)計(jì)如下工藝路線: 織物前處理→堿減量處理→( 染色) →浸軋阻燃工作液→烘干→焙烘→皂洗→烘干→拉幅定型→( 印花) →柔軟整理→軋光→復(fù)制→包裝成品
浸軋烘焙整理是一種很普遍的后整理方法, 它是將阻燃劑工作液浸軋到織物上, 經(jīng)烘焙處理使阻燃劑粘 結(jié)于織物上而獲得阻燃效果。本文采用此后整理方法對滌棉混紡織物進(jìn)行阻燃整理。
國外滌棉織物阻燃劑可歸結(jié)為以下三大類[ 1] : 含磷和含氮類阻燃劑系列、在含磷及含氮阻燃劑中加入 鹵素( 溴) 的阻燃劑系列和含銻及含溴化合物阻燃劑系列。后一類阻燃劑是三氧化二銻和芳香族溴化物的混 合物, 它們具有協(xié)合阻燃效應(yīng)。這類阻燃劑得到重視, 例如美國 Whit e 公司的 Caliban F / R P - 44 和德國 Schill & Seilacher 公司生產(chǎn)的 F lacavo n 阻燃劑等。 3. 1阻燃整理工作液的研制 本文選用三氧化二銻和芳香族溴化物十溴聯(lián)苯醚的混合物為阻燃劑。先將十溴聯(lián)苯醚和三氧化二銻按 特殊的比例混合為預(yù)制劑 DS, 再添加相關(guān)助劑配制為工作液。 預(yù)制劑 DS 中的鹵素和銻的摩爾比為 3∶1, 折合為十溴聯(lián)苯醚和三氧化二銻的重量比為 2∶1 時(shí), 其協(xié) 合阻燃效應(yīng)最好[ 3] 。十溴聯(lián)苯醚和三氧化二銻都是固體粉末, 不具有水溶性, 需要將之研磨制成細(xì)度小于 1 m 的分散乳化液才能有效應(yīng)用于軋- 烘- 焙阻燃整理工藝。 3. 2工作液的配制 工作液配制要解決的核心問題是: 一定濃度的工作液在常溫下具有相對穩(wěn)定性, 不破乳分層和受軋輥擠 軋不破乳, 才能用來生產(chǎn)實(shí)踐。因此, 選擇比較適合的乳化劑和高速剪切攪拌是關(guān)鍵。從眾多的乳化劑如 JF C、 OP、NN O、太古油、平平加 O 等作對比試驗(yàn), 尋求到乳化穩(wěn)定劑 A( 平平加 O 和某種膠體保護(hù)劑的混合物) 可使工作液在常溫下穩(wěn)定三天以上不破乳分層并能耐軋輥的擠軋。
經(jīng)試驗(yàn), 使用丙烯酸酯粘合劑不影響阻燃性, 而且粘合牢固。粘合劑用量越高, 耐洗性越好, 可以經(jīng)受 50 次洗
鹵素( 溴) 衍生物的阻燃作用被認(rèn)為是按氣相機(jī)理進(jìn)行[ 3] 。當(dāng)含溴阻燃劑 MBr 受熱時(shí)首先釋放出溴游離
溴游離基 Br·與織物燃燒時(shí)釋放出的可燃性氣體 RH 反應(yīng)生成不燃燒性氣體溴化氫:
液的吸附, 從而有利于阻燃效果的提高。但是當(dāng)堿減量達(dá)到 4% 時(shí), 阻燃效果并不顯著提升, 因此, 堿減量應(yīng)
由于十溴聯(lián)苯醚和三氧化二銻都是固體粉末, 與織物之間沒有親和力, 不能牢固地固著在織物上, 必需
借助于交聯(lián)粘合劑的粘合作用, 使得十溴聯(lián)苯醚和三氧化二銻牢固地固著在織物上從而獲得良好的耐洗性。
從而提供了保持燃燒所需的大部分熱量。因此, 要實(shí)現(xiàn)阻燃目的, 必須要強(qiáng)烈抑制歧化反應(yīng)( 1) 和( 2) 的
紡織物經(jīng)過阻燃整理后, 并不是說織物遇到火源不產(chǎn)生燃燒, 而是其可燃性降低了, 即遇火不容易燃燒,
早在三十年代, 人們已充分認(rèn)識到無論是軍用紡織品還是民用紡織物的阻燃性能的重要性, 至九十年代 初, 國內(nèi)外單一纖維織物( 如純棉織物、純滌綸織物等) 的阻燃整理已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是, 簡單地將單一纖維織 物的阻燃整理劑應(yīng)用于滌棉混紡織物不一定可以獲得良好的阻燃效果。國內(nèi)在這方面的研究還不十分成熟。為 了滿足市場的需求, 廣西工學(xué)院和柳州市床單廠承擔(dān)了柳州市科委項(xiàng)目, 合作研發(fā)滌棉混紡織物阻燃產(chǎn)品。 主要任務(wù)是研制一種阻燃劑, 應(yīng)用于滌棉混紡織物的阻燃整理, 生產(chǎn)阻燃高支高密精梳滌棉織物的煉白布、 染色布、滿地印花布、斜紋臺布等。滌棉混紡組份比例為 50∶50。
落脫離燃燒的熱源。實(shí)際上, 纖維狀的碳狀焦碳不僅支托了熔融的滌綸, 還會把熔融的滌綸體芯吸Байду номын сангаас燃燒的 熱源中, 增加了著火區(qū)中燃料的供應(yīng), 這樣的一種情況, 人們稱之為“骨架”效應(yīng)。正由于這種“骨架”作用, 使滌棉混
滌棉混紡織物和其他燃料一樣, 在熱裂解時(shí)可與空氣中的氧產(chǎn)生反應(yīng), 并通過歧化反應(yīng):
由于滌棉混紡織物的阻燃整理難度遠(yuǎn)大于單一纖維織物, 有人主張使用已具有阻燃性能的改性滌綸纖
燃效果, 而且耐洗性能好。但是, 這種改性的滌綸纖維價(jià)格比一般的滌綸纖維貴, 因此以這種方法生產(chǎn)的滌棉
指數(shù)是 20- 22% , 在懸掛狀態(tài)下是 25% 。滌綸織物在懸掛狀態(tài)下的燃燒過程是首先發(fā)生熱收縮, 然后產(chǎn)生熔
融, 再進(jìn)一步熔融為液滴, 滴落到地面, 將熱能帶走, 由此產(chǎn)生自熄作用。 滌棉混紡織物的燃燒性, 并不等于滌棉各纖維組份燃燒性的相加[ 1] 。滌棉織物在燃燒過程中, 熔融的滌
綸組分覆蓋在熱解的棉纖維( 碳狀) 表面, 而熱解棉的碳狀態(tài)架構(gòu)阻止了滌綸纖維的熱收縮, 因而不會自動滴
從表 1 中的數(shù)據(jù)可知, 工作液的濃度與織物增重率、阻燃效果緊密關(guān)聯(lián), 但當(dāng)工作液濃度≥400g/ l 時(shí),
雖然阻燃效果較好, 但手感太硬, 而且由于工作液過于濃厚, 浸軋時(shí)容易粘輥, 不利于生產(chǎn)規(guī)格要求, 為此選定工
4. 2織物堿減量處理與阻燃效果的關(guān)系 織物的增重率除了與工作液的濃度有關(guān) 之外, 還與織物對工作液的吸附性有關(guān)。為 此, 織物需要經(jīng)過良好的退漿、煮練、漂白和 絲光前處理加工, 才可能正真的保證織物有著良好的 吸附性能。這些前處理加工主要是針對增加
摘 要: 介 紹滌棉 混紡織 物的阻 燃機(jī)理 和阻燃 整理工藝, 討 論了阻燃 劑的配 置, 織物前處 理、乳化劑 和粘合劑 的選 擇、堿減量、焙烘條件對阻燃效果的影響, 試驗(yàn)結(jié)果的有關(guān)主要阻燃性能指標(biāo)達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞: 滌棉混紡織物; 堿減量; 阻燃劑; 阻燃整理 中圖分類號: T S195. 6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
火焰不蔓延或蔓延速度低, 當(dāng)織物離開火源后能很快自熄, 不再繼續(xù)燃燒或陰燃。阻燃機(jī)理的復(fù)雜性和多樣 性已被公認(rèn), 隨著使用的阻燃劑種類的不同, 其阻燃機(jī)理是有所區(qū)別的, 迄今尚未建立對各方面都適用的阻
燃理論[ 2] , 但概括起來有四種理論: 覆蓋論、氣相論、熱論和催化脫水論。
在氣相阻燃機(jī)理中, 氣相燃燒反應(yīng)的速度與燃燒過程中產(chǎn)生的自由基 HO·和 H ·的濃度有密切關(guān)系, 氣相阻燃劑的作用主要是將這類高能量的自由基轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的自由基, 抑制燃燒過程的進(jìn)行, 達(dá)到阻燃目
收稿日期: 2003-03-14 基金項(xiàng)目: 柳州市科學(xué)與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目( 桂科 95420) 。 作者簡介: 楊志毅( 1964-) , 男, 廣西桂平人, 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院高級工程師。
溴化氫可有效地抑制歧化反應(yīng)( 1) 和主要的放熱反應(yīng)( 3) , 所以溴化氫是真正的火焰抑制劑:
反應(yīng)( 7) 比反應(yīng)( 8) 快兩倍[ 3] , 而且在火焰前沿 H2/ HO ·的比值高, 表明反應(yīng)( 7) 是抑制燃燒的主要反
由此可見, 活性 H ·被大量消耗的同時(shí), 還產(chǎn)生了大量的火焰抑制劑 HBr , 從而起到更有效的阻燃作
應(yīng)。在此情況下, 反應(yīng)( 7) 和反應(yīng)( 1) 相互競爭, 結(jié)果是活性 H ·被消耗了, 而活性 H·的被消耗決定了抑制效
應(yīng)。反應(yīng)( 8) 和反應(yīng)( 3) 也相互競爭, 活性 HO·也被消耗, 從而也抑制了在燃燒中熱量的產(chǎn)生, 使得燃燒被進(jìn)
在鹵素( 溴) 的衍生化合物中加入三氧化二銻, 能加強(qiáng)阻燃作用。三氧化二銻本身沒有阻燃作用, 但是,
