布 巖 劉林林 李建軍 張秀平

隨著人類對(duì)生產(chǎn)、生活安全問題的不斷重視,阻燃劑消費(fèi)量也日漸增高。近幾年來,一大批新型阻燃纖維及多功能阻燃紡織品的問世,標(biāo)志著我國對(duì)阻燃劑及紡織阻燃技術(shù)的研發(fā)有了較快發(fā)展,但仍與國外差距仍較大。特別是高端市場基本上被國外公司所把持,而我國自己研制的技術(shù)尚有難點(diǎn)有待克服。

目前國外發(fā)達(dá)國家在酒店、賓館普遍使用的阻燃產(chǎn)品已在家庭開始推廣,而我國在公共場所使用阻燃產(chǎn)品還尚未得到普及,使用阻燃紡織品的比例更是稀少。因此,當(dāng)安全像一把隱性的標(biāo)尺,時(shí)刻衡量著我們的生活,并保障我們生產(chǎn)、生活的最基礎(chǔ)時(shí),阻燃紡織品能否引起重視,以及其燃燒性能、安全性能和生態(tài)評(píng)估是否能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求這一系列問題,都將成為我們今天共同關(guān)注的話題。

紡織品:火災(zāi)不容忽視的導(dǎo)火索

近年來,由于加大了各種消防措施,火災(zāi)次數(shù)有所下降,但總數(shù)仍在15萬～20萬起左右(不含森林、草原、軍隊(duì)、礦井地下部分火災(zāi))。2009年伊始,武漢500年漢正街、中央電視臺(tái)新樓等接二連三的火災(zāi)更是發(fā)人深省。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì),全球過去有一半的火災(zāi)起因與紡織品有關(guān)。日常生活中使用的絕大部分天然纖維、人造纖維及合成纖維都是易燃或可燃的,用這些纖維加工的紡織品也極易燃燒。我國由紡織品引起的火災(zāi)也很嚴(yán)重,如1985年哈爾濱天鵝飯店,一位房客熟睡后將煙頭掉落在床上,引燃床上被褥,最終導(dǎo)致10人喪生,21間客房燒毀;1994年新疆克拉瑪依市友誼賓館發(fā)生大火,舞臺(tái)燈光掉下的火星引燃紗幕,繼而將化纖織物做的幕布點(diǎn)燃,造成323位師生死亡,130人受傷。

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),紡織品著火蔓延的情況更是常見。紡織品尤其是化纖產(chǎn)品在燃燒時(shí),會(huì)散發(fā)出含有一氧化碳和二氧化碳、氰化氫、氯化氫、氯氣、碳酸氯等嗆人的有毒煙氣,而據(jù)歐洲阻燃協(xié)會(huì)(EFRA)研究,每年死于火災(zāi)的人員,有很大一部分就是被有毒煙氣熏嗆窒息而死。

紡織品阻燃技術(shù)的現(xiàn)狀

對(duì)紡織品的可燃性表征,可用極限氧指數(shù)(LOI)表示,即維持已燃材料繼續(xù)燃燒所需要的最低含氧體積的百分率。按極限氧指數(shù)(LOI)將紡織原料分為4類:不燃(LOI≥35%)紡織品,如多數(shù)金屬纖維、碳纖維、石棉、硼纖維、玻璃纖維、PBO纖維、PBI(聚苯并咪唑)纖維、聚酰亞胺纖維等;難燃(LOI=26%～34%)紡織品,如芳綸、氟綸、氯綸、改性腈綸、改性滌綸、改性丙綸、改性維綸、改性粘膠、PPS(聚苯硫醚)、海藻纖維等;可燃(LOI≥26%≤34%)紡織品,如滌綸、錦綸、維綸、羊毛、蠶絲、醋酯纖維等;易燃(LOI≤20)紡織品,如丙綸、腈綸、棉、麻、粘膠纖維、竹漿纖維、大豆蛋白纖維、牛奶蛋白纖維等。不燃纖維雖然阻燃效果好,但多數(shù)不適宜穿著或家用,而多數(shù)人們常用的天然或化學(xué)纖維都是可燃或易燃的,只有對(duì)這類紡織品進(jìn)行改性或后整理才能提高他們的阻燃性能,也就是將具有阻燃功能的阻燃劑通過各種途徑加入到紡織品中才能達(dá)到阻燃效果。

纖維阻燃的途徑是阻止或減少纖維熱分解,隔絕或稀釋氧氣,快速降溫使用其終止燃燒。為實(shí)現(xiàn)上述目的,一般是將有阻燃功能的阻燃劑通過聚合物聚合、共混、共聚、復(fù)合紡絲、接枝改性等加入到化纖中去或用后整理方法將阻燃劑涂層在纖維表面或滲入纖維內(nèi)部。在實(shí)際應(yīng)用中,往往采用多種阻燃劑,以兩種以上方式協(xié)同效應(yīng)達(dá)到阻燃效果。

紡織品阻燃劑的簡要概述

目前紡織品所用的阻燃劑大多是磷、鹵素的有機(jī)物或有機(jī)物加無機(jī)物,個(gè)別的用高分子物,如環(huán)狀芳香族磷酸酯、羥乙基四溴雙酚A(滌綸);氯化聚丙烯、六溴環(huán)癸烷、乙二酸(五溴苯)酯、磷酸三溴苯酯-氯化石蠟、六氯環(huán)戊二烯的二聚物等(丙綸);含增效劑的鹵化物體系、有機(jī)磷化物(錦綸);氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二銻等(腈綸)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘膠)等。有機(jī)含囟阻燃劑由于在由火引起的煙霧中含有囟酸,可能有導(dǎo)致單純由火所不能引起的電路系統(tǒng)開關(guān)和其他金屬物件的腐蝕。對(duì)人體呼吸道和其他器官的危害更是嚴(yán)重,正趨于淘汰,而應(yīng)用于織物阻燃的非含囟有機(jī)磷酸酯類的性能優(yōu)良,處于主導(dǎo)地位。因?yàn)樽枞紕┮坏┯糜诩徔椘飞?我們就要同時(shí)考慮其安全性能和生態(tài)評(píng)估。所謂安全性,是指阻燃劑本身以及其整理工藝過程和燃燒時(shí)所產(chǎn)生物質(zhì)的急性毒性、致癌性、對(duì)皮膚刺激性、致變異性和對(duì)水生物的毒性,這也是目前對(duì)阻燃產(chǎn)品安全性能主要的考核指標(biāo)。所謂生態(tài)評(píng)估,主要是指生物降解性,這也是近年來逐漸受到重視的,生物降解性差的物質(zhì)將會(huì)積聚,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

重點(diǎn)研發(fā)環(huán)保型阻燃紡織品成為大勢所趨

紡織品不同于一般建筑材料及塑料等,對(duì)阻燃劑的要求不僅要阻燃效果好,還必須滿足紡織加工工藝、耐洗滌(干洗及水洗)、耐日曬、不熔滴、安全性、不吸潮、價(jià)格低等一系列要求。在阻燃紡織品研究工作中,低毒低發(fā)煙量、價(jià)廉高效、對(duì)原纖維性能無影響為目前重點(diǎn)研究課題。

單一成分的紡織品阻燃問題相對(duì)容易解決,而天然纖維與易熔滴的化學(xué)纖維混紡、交織織物可燃性更強(qiáng),這是由于化纖遇熱熔融,其中的天然纖維則像燭芯一樣,將熔液吸散促使高聚物進(jìn)一步分解及氧化,使燃燒更旺。如人們常用的滌與棉混紡產(chǎn)品的阻燃技術(shù)仍是世界性難題。

我國資源豐富,在以天然原料制成的纖維中,從海洋中棕色藻類植物中提取的海藻纖維具有較好的阻燃性,其LOI可達(dá)34%,去年由青島大學(xué)纖維新材料與現(xiàn)代紡織國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研制的海藻纖維服裝已大獲成功。這種服裝具有阻燃、防輻射、抗菌等多重環(huán)保功能,市場前景非常廣闊。因此,不加阻燃劑而達(dá)到阻燃效果是最理想的阻燃方式,但在加工工藝、制造成本等方面還需做大量工作。

阻燃法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的貫徹將擴(kuò)大并規(guī)范阻燃紡織品市場

由公安部消防局組織制定的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB?20286—2006《公共場所用阻燃制品燃燒性能要求和標(biāo)識(shí)》已于2007年3月1日正式實(shí)施,2008年7月1日強(qiáng)制執(zhí)行。該法規(guī)規(guī)定了公共場所用阻燃制品及組件的定義及分類、燃燒性能要求和標(biāo)識(shí)等內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)將公共場所阻燃制品及組件分為六個(gè)大類:其中第二類為阻燃織物。公共場所阻燃制品及組件按燃燒性能分為兩個(gè)等級(jí):阻燃1級(jí)、阻燃2級(jí)。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)公共場所使用的裝飾墻布(氈)、窗簾、帷幕、裝飾包布(氈)、床罩、家具包布等阻燃織物的燃燒性能作了詳細(xì)規(guī)定,并明確了監(jiān)管及罰則。

再如英國自2008年11月實(shí)施的睡衣燃燒性能BSEN14878標(biāo)準(zhǔn),對(duì)進(jìn)出口的兒童睡衣提出更多、更嚴(yán)格的要求,這也勢必會(huì)對(duì)我紡織服裝業(yè)帶來積極影響。

綜上所述,阻燃紡織品已備受世界各國的高度關(guān)注,伴隨著一系列法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行,未來我國阻燃紡織品市場也將不斷擴(kuò)大并逐步走向規(guī)范化道路。隨著百姓安全意識(shí)的不斷提高,國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度,有朝一日,我們也會(huì)像現(xiàn)在的國外發(fā)達(dá)國家一樣,面向家庭全方位的推廣阻燃紡織品。

(作者單位:青島市紡織纖維檢驗(yàn)所)