紡織品作為高分子材料最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一,其應(yīng)用范圍包括人們的日常生活以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事、衛(wèi)生等諸多領(lǐng)域。
高鐵座椅套和室內(nèi)窗簾
90%以上的紡織制品都具有易燃特性。根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,我國平均每年的大小火災(zāi)都會給社會造成5億元以上的經(jīng)濟(jì)損失,而由易燃紡織制品燃燒而引發(fā)的嚴(yán)重火災(zāi)就占了火災(zāi)總次數(shù)的一半以上,因此,對紡織品及非織造布進(jìn)行阻燃處理是一項(xiàng)重要而緊迫的工作。
1821年,Gay-Lussac使用氯化銨、磷酸銨和硼砂混合物對黃麻和亞麻進(jìn)行阻燃整理,并為紡織品的阻燃整理研究提供了最早的理論基礎(chǔ)。這與現(xiàn)在的阻燃理論也是相似的:自身裂解產(chǎn)生不可燃?xì)怏w,從而稀釋織物燃燒過程中釋放的可燃性氣體和阻燃劑具有較低的熔點(diǎn)而形成沉積物覆蓋纖維表面。
那么現(xiàn)代紡織品是怎樣進(jìn)行阻燃處理的呢?我們先通過一張圖來看。
纖維和紡織品的阻燃處理方法
紡織品的阻燃按除了單體和聚合物之外,通常按照生產(chǎn)過程及阻燃劑的引入方法大致分為纖維的阻燃處理和織物的阻燃整理兩類。
纖維的阻燃處理是對一些本身是可燃的原絲(如滌綸、棉綸、腈綸)加入某種阻燃劑,使其抑制燃燒過程中的游離基或是改變纖維的熱分解過程,促進(jìn)脫水炭化;有些則是使阻燃劑分解釋放出不燃?xì)怏w覆蓋在纖維表面,起隔絕空氣作用。而阻燃處理的方法包括提高成纖高聚物的熱穩(wěn)定性和原絲阻燃改性兩大類。
織物的阻燃與纖維不同,通常是液體阻燃劑或固體阻燃劑分散在液體中對織物進(jìn)行全面或表面阻燃處理。通常認(rèn)為織物的阻燃機(jī)理與常見塑料的阻燃機(jī)理相似,包括覆蓋層理論、不燃?xì)怏w理論、吸熱理論和化學(xué)反應(yīng)論(催化脫水論) 。
阻燃技術(shù)的發(fā)展與法規(guī)、法令有著密切的關(guān)系,適時(shí)而可行的,有嚴(yán)格要求的法規(guī)對阻燃技術(shù)的發(fā)展有很大的推動作用。從90年代開始,中國紡織科研院制定了測試紡織品燃燒性能的試驗(yàn)方法和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng),并已由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)公布。GB 8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》于2013年10月1日實(shí)施,并作為我國建筑材料燃燒性能的分級準(zhǔn)則。
同時(shí)GB 8624-2012也增加了窗簾幕布、家具制品裝飾用阻燃織物燃燒性能的等級劃分。標(biāo)準(zhǔn)將阻燃織物分為B1(難燃材料)、B2(可燃材料)、B3(易燃材料)3個(gè)等級,統(tǒng)一按GB/T 5455-2014《紡織品 燃燒性能 垂直方向損毀長度、陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測定》和GB/T 5454-1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn) 氧指數(shù)法》進(jìn)行試驗(yàn)。除此之外,常見的紡織品阻燃測試方法還包括下表所列。
對于紡織制品的氧指數(shù),通常認(rèn)為OI≤21%的屬易燃材料,22% ≤OI<27%的屬可燃材料,OI≥27% 的屬難燃材料,這些技術(shù)指標(biāo)是根據(jù)國外長期使用的分級判據(jù),來對阻燃織物燃燒難易程度進(jìn)行的分類。但從近2年來的檢測結(jié)果數(shù)據(jù)來看,標(biāo)稱為B2級的產(chǎn)品檢測合格率約為65%,標(biāo)稱為B1等級的檢測合格率約為50%。不合格率主要發(fā)生在氧指數(shù)(OI)檢測項(xiàng)目上。
一般紡織制品,如果沒有經(jīng)過阻燃處理很難達(dá)到常規(guī)要求的B2等級。對于經(jīng)過普通浸漬法處理的紡織制品,其氧指數(shù)能達(dá)到26%以上。對于要求氧指數(shù)要達(dá)到32%難燃范圍的B1等級的紡織制品,則需要生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品阻燃處理工藝使用更為復(fù)雜的浸軋焙烘、浸漬—烘燥等方法或?qū)w維進(jìn)行阻燃處理,這也是當(dāng)前很多企業(yè)所面臨的難題。
阻燃紡織品發(fā)展趨勢
1、產(chǎn)品多功能化目前多數(shù)阻燃纖維或織物僅具有阻燃功能,不能滿足某些部門的特殊要求,如阻燃拒水、阻燃拒油、阻燃抗靜電,發(fā)展阻燃多功能產(chǎn)品勢在必行。如在生產(chǎn)方法上采用多種形式相結(jié)合,對阻燃纖維織物進(jìn)行防水、拒油整理;采用阻燃纖維紗與導(dǎo)電纖維交織以生產(chǎn)抗靜電的阻燃纖維;利用阻燃纖維與高性能纖維進(jìn)行混紡交織生產(chǎn)耐高溫織物等。如某品牌紡織風(fēng)管不僅具有阻燃的功能,同時(shí)采用負(fù)離子納米級材料,可永久釋放負(fù)氧離子。
阻燃多功能風(fēng)管
目前常見的包括用磷氮體系阻燃劑及膨脹型阻燃劑替代溴系阻燃劑,利用其與聚合物相容性好、用量少,熱穩(wěn)定性高等特點(diǎn),生產(chǎn)低煙、低毒無腐蝕且無滴落的阻燃聚丙烯纖維。同樣的,生產(chǎn)阻燃腈綸所選用的阻燃劑從鹵系轉(zhuǎn)向磷氮體系阻燃劑,纖維除具有阻燃特性外,還兼具抗靜電功能,這種具有“雙抗”功能的腈綸發(fā)煙低、毒性小,后序加工性能及使用性能良好。
無鹵阻燃錦綸長絲
紡織品的使用是構(gòu)成火災(zāi)威脅的重要因素之一。采用阻燃方法對紡織品進(jìn)行處理,是降低火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要措施。有嚴(yán)格要求的技術(shù)規(guī)范是保證其阻燃措施落實(shí)的重要手段。結(jié)合紡織品阻燃要求,開發(fā)、生產(chǎn)阻燃、低煙、性能優(yōu)異的阻燃制品,加強(qiáng)消防安全監(jiān)督管理,可從根本上降低紡織品的火災(zāi)威脅,給人民生命財(cái)產(chǎn)安全提供安全保證。而隨著紡織品的阻燃處理技術(shù)不斷的增進(jìn),使生產(chǎn)加工企業(yè)能采用更加經(jīng)濟(jì)高效的阻燃處理工藝生產(chǎn)加工出符合、甚至優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)的阻燃制品。
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