【集萃網(wǎng)觀察】滌棉織物因其服用性能優(yōu)良和結(jié)實(shí)耐用而被廣泛應(yīng)用，然而其燃燒時(shí)具有獨(dú)特的骨架效應(yīng)，導(dǎo)致其比純滌綸或純棉織物更易燃燒，在日常生活中留下了不小的安全隱患。

　　正是由于滌棉織物燃燒時(shí)存在的蠟燭效應(yīng)，使得滌棉織物的阻燃整理遠(yuǎn)比純棉織物或純滌織物困難，該課題成為近年來科學(xué)界研究的熱點(diǎn)。依據(jù)棉纖維與滌綸的燃燒及阻燃機(jī)理，滌棉混紡織物的阻燃整理方法通常有兩種：第一種是對(duì)織物進(jìn)行阻燃后處理而達(dá)到阻燃目的。

　　國外滌棉混紡織物阻燃劑可歸結(jié)為以下三大類：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。但目前開發(fā)的滌棉混紡織物阻燃整理工藝技術(shù)和其阻燃性能還難以滿足某些用途的要求。存在的問題主要是整理后的織物手感或機(jī)械強(qiáng)度難盡如人意，其次是生產(chǎn)生態(tài)學(xué)方面還需改善。另一種方法使用已具有阻燃性能的改性滌綸與棉纖維混紡，再對(duì)其織物利用棉型阻燃劑進(jìn)行處理。本試驗(yàn)即采用阻燃滌綸和棉進(jìn)行混紡后，利用棉用阻燃劑對(duì)棉組分進(jìn)行后整理，以期獲得具有阻燃性能的同時(shí)能夠滿足安全要求的阻燃滌棉產(chǎn)品。

　　1實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1材料與試劑

　　阻燃滌短纖：磷系含量ppm為6500、添加量4.02%，上海富爾新紡織阻燃材料有限公司提供;棉短纖：38mm;阻燃整理試劑：棉用阻燃劑CP，山東巨龍集團(tuán)提供;醚化六羥甲基三聚氰胺樹脂由上海赫特化工有限公司提供;試驗(yàn)用織物為阻燃滌綸，棉混紡織物，其規(guī)格為T/C~,E紡1：[535/65、紗支21s/2X21s/1、密度220根門0cmX220根門0cm、斜紋2/1。

　　1.2CP整理工藝

　　實(shí)驗(yàn)首先以阻燃劑濃度、交聯(lián)劑濃度、焙烘時(shí)間、焙烘溫度為四個(gè)影響因素對(duì)阻燃滌綸/棉混紡織物進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，而后進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。正交實(shí)驗(yàn)中每個(gè)因素取三個(gè)水平，制訂的因素和水平表如表1所示。

　　整理配方：

　　潔爾爽CPXg/L

　　醚化六羥甲基三聚氰胺樹脂Yg/L

　　磷酸(85%)20g/L

　　浴比1：20

　　工藝流程：工藝流程：潤濕過的阻燃滌綸/棉織物—浸軋(二浸-二軋，軋液率70%)—烘干(105℃)一焙烘—性能測(cè)試

　　1.3性能測(cè)試

　　1.3.1垂直燃燒性能

　　按GB/T5455—1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直法》，采用LCK一08織物阻燃性能測(cè)定儀(山東紡織研究院測(cè)控設(shè)備開發(fā)中心)測(cè)定。

　　1.3.2極限氧指數(shù)(LOI值)的測(cè)試

　　按GB/T5454—1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)氧指數(shù)法》，采用LCK一09自動(dòng)氧指數(shù)測(cè)定儀(山東紡織研究院測(cè)控設(shè)備開發(fā)中心)進(jìn)行測(cè)試。

　　1.3.3熱重分析(TGA)

　　采用TG7型熱重分析儀(美國Perkin—Elmer公司)，氣氛為氮?dú)猓�氮�(dú)饬髁?0mL/min，升溫速率10℃/min，溫度40～600℃。

　　1.3.4釋熱性能測(cè)定

　　采用錐形量熱儀(英國FTT公司)進(jìn)行測(cè)試。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1影響因素分析

　　根據(jù)表1，設(shè)計(jì)L9(4。)正交表，測(cè)試不同工藝下整理后織物的極限氧指數(shù)、損毀長(zhǎng)度、增重率和白度，如表2、表3所示。

　　表2顯示，未經(jīng)阻燃整理的阻燃滌/棉混紡織物在空氣中燃燒劇烈，全部損毀，限氧指數(shù)僅為17.8%。經(jīng)過潔爾爽CP處理后，混紡織物的極限氧指數(shù)均得到了顯著提高、其中實(shí)驗(yàn)9所得織物極限氧指數(shù)為30.2%，損毀長(zhǎng)度降低、且均無續(xù)燃、無陰燃。這是因?yàn)榛旒徔椢锝?jīng)過含氮有機(jī)磷酸酯化合物一CP處理后，燃燒過程中，阻燃劑分解生成具有良好脫水作用的磷酸和多磷酸。使得纖維素脫水留下焦炭，有效抑制其燃燒。

　　由表2、表3可知，CP對(duì)滌棉混紡織物阻燃整理工藝的四因素中，影響最顯著的是阻燃劑濃度，其次為焙烘溫度，焙烘時(shí)間和交聯(lián)劑濃度影響相對(duì)較小。隨著阻燃劑濃度的增大，織物上發(fā)生反應(yīng)附著的阻燃劑的量隨之增大，燃燒時(shí)分解的磷酸和聚磷酸、釋放的難燃性氣體量增大，從而抑制織物燃燒作用顯著，故阻燃效果提高;焙烘條件是決定交聯(lián)反應(yīng)能否發(fā)生的決定因素，只有在適宜的溫度下作用一定時(shí)間，具有雙官能團(tuán)的交聯(lián)劑才能使得纖維和整理劑發(fā)生充分的交聯(lián)反應(yīng);由表2表3結(jié)果，綜合考慮整理后織物的阻燃性能、增重率及手感變化，后續(xù)實(shí)驗(yàn)中采用交聯(lián)劑濃度80g/L、焙烘條件為165℃、4min。

　　2.2阻燃劑濃度對(duì)織物阻燃效果的影響

　　根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)阻燃劑用量的影響進(jìn)行了單因素實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖1、圖2所示。

　　圖1顯示，整理后織物的限氧指數(shù)隨阻燃劑濃度的增加而變大，低濃度下，極限氧指數(shù)增幅較大;當(dāng)阻燃劑濃度達(dá)到4OOg/L后，織物阻燃性能效果提升有限，且織物增重率顯著增長(zhǎng)，使得織物手感發(fā)澀并提高成本，因此實(shí)驗(yàn)中阻燃劑濃度取400g/L為宜。

　　2.3滌棉混紡織物整理前后燃燒過程的變化

　　通過CP整理后的滌棉混紡織物的阻燃性能得到了顯著改善，實(shí)驗(yàn)中采用熱重分析和錐量熱儀方法測(cè)定了優(yōu)化工藝處理前后織物燃燒過程的變化，結(jié)果如圖3一圖5所示。

　　由圖3可知，織物經(jīng)過CP整理后，其分解溫度明顯降低，整理后的織物在600℃時(shí)的殘?jiān)�量�?4.6187%，遠(yuǎn)高于原布的12.4282%。這是因?yàn)楣讨�在織物上的阻燃劑在纖維裂解過程中，對(duì)棉纖維的脫水、脫羧及炭化的反應(yīng)存在催化作用，而生成左旋葡萄糖的裂解反應(yīng)受到抑制，使裂解的活化能明顯降低，從而裂解溫度下降，殘?jiān)�量增加，RPCP阻燃劑對(duì)織物的阻燃作用機(jī)理主要為凝聚相機(jī)理。

　　由圖4、圖5可知，經(jīng)過CP阻燃整理后，織物的總釋熱量變化較小，但釋熱速率有了明顯降低。由于釋熱速率將影響火災(zāi)環(huán)境溫度和火災(zāi)傳播速率，因此釋熱速率的降低有利于抑制材料的燃燒。

　　3結(jié)論

　　采用阻燃劑潔爾爽CP對(duì)阻燃滌綸/棉混紡織物進(jìn)行阻燃整理，實(shí)驗(yàn)優(yōu)選工藝CP濃度400g/L、樹脂濃度80g/L、165~C焙烘4min后，織物極限氧指數(shù)值為30-5，垂直燃燒損毀長(zhǎng)度小于15cm、無陰燃和續(xù)燃，阻燃性能滿足國家B1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

　　來源: 王曉春，滕萬紅，李秋宇，李騰飛，史麗敏