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随着人们生活水平的提高、消防法规和纺织品阻燃标准的建立和完善,需阻燃整理的装饰用和产业用纺织品数量不断增加。涤棉织物是当今用途极广的纺织产品之一,在防护服或室内装饰上的应用往往需要他们具有阻燃性能。但是涤棉织物的阻燃难度较大。国内外对涤棉织物的燃烧性和阻燃整理已作了大量的研究工作,但迄今为止尚未研制出理想的涤棉织物耐久阻燃剂。
本课题研究对象为涤棉45/55混纺织物。首先分析了棉、涤纶、涤棉45/55等织物的燃烧性。涤、棉两组份相互促进热裂解,因而阻燃整理难度较大。
采用不同的整理剂及工艺对涤棉45/55混纺织物进行阻燃整理。棉用阻燃剂Pyrovatex CP new对涤棉织物有良好的阻燃效果,但耐沈性欠佳。涤纶阻燃剂Nupwell DFR整理可以使涤纶织物的LOI值增加到38.3%,但对涤棉织物无明显阻燃效果。热分析表明,CP使棉的热裂解温度明显降低,主要在凝聚相起作用,对涤纶的热裂解历程也稍有影响。DFR对棉和涤棉的热裂解历程无显著影响,主要在气相起作用。DFR-CP两步法整理涤棉织物的LOI值升高为25.0%,比单独进行DFR或CP整理的涤棉织物的LOI值高,表明DFR与CP可能有一定的协同效应,但整理效果仍不理想。
SDP-DAP整理的涤棉织物阻燃效果良好,而且可以改善单独DAP的整理品手感粗硬的问题,但耐洗性仍欠佳。
本文创新地使用氢氧化镁对纺织品进行阻燃整理,可使棉织物的LOI值增大至44.7%,涤棉织物的LOI值增大至31.0%,阻燃效果显著。热分析表明,氢氧化镁可能对棉组份在凝聚相起作用,使其热裂解温度降低了150℃左右,整理涤棉织物中涤棉两相的热裂解温度区间分离。另外,氢氧化镁可能还通过吸热、覆盖和气体稀释等物理作用赋予织物良好的阻燃效果。整理织物手感无明显变化,白度略有增加,但整理的均匀性和耐久性仍有待改善。
SFR整理的棉、涤纶和涤棉织物在垂直燃烧试验中均无续燃、阴燃,损毁长度低于100mm,LOI值分别高达47.1%,51.3%和39.2%,阻燃效果显著。整理织物的手感无明显变化,断裂强度有所增加,但耐洗性欠佳。热分析表明,SFR可能主要在棉的凝聚相起作用,使整理涤棉织物中涤、棉两相的热裂解范围明显分离。
综合分析发现,涤棉织物中两组份分解峰对应温度的差较大时,其LOI值较大;不同阻燃剂整理涤棉织物的峰温差的值相近时,若阻燃剂具有更优的覆盖、气相、气体稀释等其它阻燃作用,则阻燃效果更好。因而,若能将涤棉织物中两种纤维组份的热裂解温度区间充分分离,消除其相互影响,再通过物理或气相等作用,可能赋予涤棉织物良好的阻燃效果。