阻燃整理的方法和机理

阻燃整理的方法和机理

1．阻燃整理是指经过整理的织物具有不同程度的阻止火焰蔓延的能力，离开火源后，能迅速停止燃烧。2．织物的可燃性（1）着火性：即着火点高低，表示起火的难易。（2）燃烧性能：在特定条件下，样品燃烧的速率。（3）燃烧的毁坏性：燃烧中，通过热传导使皮肤T↑，引起灼伤。还有烟及有毒气体的危害。纤维按燃烧性能一般分为：（1）不燃性：玻璃fibre、石棉、钢铁纤维等。（2）难燃性：聚氯乙烯，聚丙烯腈等（3）可燃性：羊毛,Silk，涤纶、尼龙等（4）易燃性：纤维素fibre，硝化纤维素。3．阻燃（整理）效果的评定（1）垂直燃烧试验样法：试样于阻燃试验仪中，固定试样，使试样下端离灯口距离为19cm，调节火焰高度为38mm ， 试样12S取出，计算剩余燃烧时间和阴燃时间。（2）测需氧指数（OI） OI指样品在N2、O2混合气体的环境中保持烛状燃烧所需O2的小体积分数。二、阻燃整理的方法阻燃整理有三个途径：（1）竭燃法：阻燃剂与纤维素fibre以离子键or共价键结合，使其在fibre中不溶解而获得耐久性阻燃效果。（2）原液法：将阻燃剂直接加入到纺丝液中。（3）共聚法：将阻燃剂加入到聚合物链段中，使织物具有耐洗、耐漂、耐汗渍等合格牢度，并不致被皮肤吸收。印染厂主要采用种方法：（一）、无机阻燃剂整理：1．金属氧化物和卤化物：如钛、锑的氧化物、卤化物，一般制成悬浮液。不耐久、手感粗，好与其它阻燃剂一起使用，主要用于厚重织物如帐逢等。2． 硼砂（Na2B4O710H2O）一般与硼酸按1∶1或7∶3混合使用。价廉，不耐洗，用于室内不常洗织物。3．磷酸盐 Zn3(PO4)2 、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4等，单独or与其他阻燃剂混合使用，手感硬，好与Ti(HSO4)4一起使用。浸轧（10~32%尿素+5~16%（NH4）2HPO4）→烘干→焙烘→水洗→浸轧（25~50%Ti(HSO4)4）→碱洗→烘干（or再浸轧3%聚乙烯乳液）（二）有机磷阻燃剂1、THPC（四羟甲基氯化磷） ①系白色，可溶于水和低级醇的结晶化合物 ②THPC的水溶液具有酸性： ③能与胺、酰胺、酚、醇等反应。 ④与纤维可发生类似反应，据此推例，THPC在纤维分子间形成交联：2、整理工艺：THPC-酰胺（proban）处方： THPC， NaOH(or2.5%Na2CO3) 尿素 TMM 柔软剂 16% 1% 9.7% 1% 0.1%浸轧整理液→烘干（80-90℃）焙烘 水洗、烘干特点：阻燃性↑，但机械性能↓手感粗，有吸氯泛黄现象。3、PyrovatexCP 工作液组成：阻燃剂，缓冲剂，稳定剂，催化剂，柔软剂、固着剂等。浸轧（CP）→浸轧（TMM）→烘（85℃）→焙烘（160℃）→碱洗、水洗特点：阻燃性高，强力损失小。上述阻燃整理剂一般对涤纶不起作用，故涤/棉混纺织物的阻燃整理必须按纤维特性分别选用适当的整理剂。涤纶属热塑性fibre，260℃熔融，560℃燃烧，燃烧时or移开火源，涤纶熔融物滴落且收缩，火焰可自行熄灭。但在涤/棉混纺物中，棉fibre会形成支架作用，阻止熔体滴落，而使其继续燃烧，涤纶失去了自熄作用，且涤纶较高的燃烧热，会加速棉fibre的燃烧，致使燃烧现象更为复杂，比纯纺者更危险，目前还没有理想的阻燃剂。4、涤/棉阻燃整理工艺： 涤组分用三（2，3一二溴丙基）膦酸酯（TDBPP），棉组分用THPC，两种整理剂可用同浴浸轧处理。要求：两种整理剂有相容性，能在同一条件下固着。工艺流程：浸轧→烘干→热溶（180~200℃）→皂洗（70~80℃）→水洗→烘干特点：耐久性↑，服用性能↓，有机膦对人体健康有一定危害。三、阻燃机理1．织物燃烧机理（1）燃烧现象可分为有焰燃烧和无焰燃烧两种，前者是fibre热裂解时形成的气体or挥发性液体的燃烧，后者则是残渣（碳）的氧化。（2）fibre的燃烧与其热裂解的产物有关，不同fibre的热裂解过程不同。

2．阻燃机理（1）覆盖论：阻燃剂在>500℃时能在fibre表面形成有隔绝作用的覆盖层，除阻碍O2供应外，还阻止可燃气体向外扩散，从而达到阻燃目的，如硼砂-硼酸。（2）气体论：一是阻燃剂在燃烧温度下，分解出不燃气体， 将可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下；另一种是阻燃剂在加热条件下，能作为活泼性较高的游基转移体，从而阻止了游离基反应的进行。（3）热论：一是阻燃剂在高温下发生吸热变化，如熔融和升华，从而阻止燃烧蔓延，另一种则是fibre迅速散热，使织物达不到燃烧温度。（4） 催化脱水论主要指改变fibre的热裂解过程。由于阻燃剂能使纤维素分子链在断裂前发生迅速而大量的脱水，甚至发生某些交联作用，阻止左旋葡萄糖的生成，使有焰燃烧得到抑制。有机磷化合物的阻燃作用是由于它可与纤维素分子中的羟基形成酯，阻止左旋葡萄糖的形成，且进一步使纤维素脱水，生成不饱和双键，促进纤维素分子间形成交联，增加碳状物的形成，阻阴燃效果较好。只有当整理剂用量提高到10%后，才能有效阻止有焰燃烧。