膨脹型阻燃劑阻燃滌綸織物的研究

膨脹型阻燃劑阻燃滌綸織物的研究

絲綢是一個重要的合成纖維，很難比較許多天然纖維。1測試1.1per、儀器和測試織物:著色滌綸(220g/m藥品:三氯氧磷(阿拉丁,上海試劑公司),季戊四醇(PER,化學(xué)純),三乙醇胺(分析純,上海國藥試劑集團(tuán)).儀器:TG209F1型熱重-差熱連用熱分析儀(德國耐馳儀器制造有限公司),YG815A型垂直法織物燃燒性能測試儀(溫州大榮紡織儀器有限公司),JF-3型自動氧指數(shù)測試儀(南京江寧分析儀器廠).1.2抗阻劑ifr-1的制備反應(yīng)1.3密封過程中的密封性能兩浸兩軋(阻燃劑IFR-1100~300g/L,軋余率90%)→預(yù)烘(100℃,2min)→焙烘→水洗→晾干.1.4織品燃燒性能極限氧指數(shù):參照GB5454-1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)氧指數(shù)法》測試;阻燃性能:參照GB/T5455-1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直法》測試;熱失重:采用熱重測試儀測試.2結(jié)果與討論2.1階段內(nèi)磷酸和多聚磷酸造成的殘?zhí)孔枞紕┑臒崾е厍€見圖1.由圖1可知,阻燃劑有幾個最大失重峰,即阻燃劑的分解分為幾個階段:第一個階段的峰值在237.3℃,可能是由不穩(wěn)定的P—O鍵斷裂形成磷酸或多聚磷酸造成;第二個階段的峰值在349.9℃,也許是隨著溫度的進(jìn)一步升高,碳源開始脫水形成殘?zhí)吭斐?此后也有幾個小的失重,可能是殘?zhí)坎糠直谎趸纬傻?從圖1中還可知,阻燃劑的成炭性很好,在700℃左右殘?zhí)苛窟_(dá)到40.6%.2.2關(guān)于節(jié)省成本的討論2.2.1阻燃劑質(zhì)量濃度由表1可知,隨著阻燃劑質(zhì)量濃度的增大,阻燃效果變好.但300g/L時滌綸織物的手感很硬、發(fā)脆,且與250g/L時阻燃效果相差不太大.綜合考慮阻燃效果、織物整理后顏色、手感及成本等因素,阻燃劑質(zhì)量濃度選取250g/L.2.2.2焙烘溫度對阻燃效果的影響滌綸纖維在高溫下處于高彈態(tài),其大分子鏈段的運(yùn)動性很強(qiáng),空穴的體積和位置可以發(fā)生很大的變化,阻燃劑易進(jìn)入滌綸纖維內(nèi)部并固結(jié)于纖維中.由表2可以看出,焙烘溫度過低阻燃效果不好,溫度過高(190℃)易發(fā)生色變,手感也較差,180℃時阻燃效果較好,故焙烘溫度選用180℃.2.2.3焙烘時間的影響焙烘時間對阻燃效果的影響見表3.由表3可知,焙烘時間越長,織物整理后的損毀長度越短,阻燃效果越好.但焙烘時間過長會影響織物手感,使織物變脆變硬.150s與180s時的損毀長度差距不大,且陰燃續(xù)燃時間均為0s.綜合考慮手感及阻燃性,選取焙烘150s.2.3雙組分纖維阻燃劑由表4可知,阻燃滌綸具有良好的阻燃效果.值得注意的是,經(jīng)自制阻燃劑整理的滌綸織物燃燒時沒有熔滴現(xiàn)象,而是形成了膨脹的炭層,膨脹的炭層阻止了熔滴的發(fā)生,即所合成的膨脹阻燃劑具有良好的阻燃和抗熔滴效果.原因是所合成的阻燃劑含有三源,即碳源、酸源、氣源,磷作為酸源促進(jìn)碳源季戊四醇的碳骨架結(jié)構(gòu)及滌綸本身成炭,隔絕外界空氣和熱量,減少可燃?xì)怏w的產(chǎn)生,同時產(chǎn)生非可燃性氣體,起到稀釋可燃?xì)怏w的作用,因而有很好的阻燃性能.2.4織物熱性能表征純滌綸與阻燃滌綸的熱失重曲線見圖2.從圖2可以看到,未經(jīng)阻燃整理的純滌綸織物的起始分解溫度為415.4℃.經(jīng)過阻燃整理的滌綸織物的起始分解溫度(394.9℃)比未經(jīng)整理的織物低.說明有機(jī)磷酸酯阻燃劑的引入降低了滌綸織物分解初期的熱穩(wěn)定性,其原因是阻燃劑中的P—C和P—O鍵能較低,在受熱過程中很容易斷裂,阻燃劑先于滌綸織物分解,其分解產(chǎn)物可進(jìn)一步在凝聚相和氣相中發(fā)揮作用.未經(jīng)整理的純滌綸織物僅1個最大失重峰,在442.3℃基本分解完全,而經(jīng)阻燃整理后的織物有2個最大失重峰,第一個最大失重在377.2℃,第二次達(dá)到最大失重速率時的溫度為423.7℃,即經(jīng)阻燃整理的滌綸織物溫差比未經(jīng)整理的滌綸織物大,且最大失重速率對應(yīng)溫度比未經(jīng)整理的滌綸織物略高一些,說明阻燃劑的存在提高了滌綸織物在高溫下的熱穩(wěn)定性,滌綸織物整個分解過程的溫度范圍變寬了.在500℃以上,純滌綸在529.9℃出現(xiàn)最大速率分解,這是殘?zhí)勘豢諝庋趸慕Y(jié)果.3織物成炭整理優(yōu)化阻燃整理工藝:兩浸兩軋(阻燃劑250g/L,軋余率90%)→預(yù)烘(100℃,120s)→焙烘(180℃,150s).此條件下整理的滌綸織物阻燃性能好,炭長達(dá)