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        阻燃整理對滌綸織物物理性能的影響

        2011-01-19 10:23:20王冬青王彩霞畢曉云6607省紡織科學研究院6603
        山東紡織科技 2011年6期
        關(guān)鍵詞:緯向經(jīng)向氧指數(shù)

        王冬青,田 琳,焦 真,王彩霞,畢曉云(., 6607;.省紡織科學研究院, 6603)

        滌綸紡織品已廣泛應(yīng)用于人們的生活,而其極限氧指數(shù)(LOI)在21%左右,屬于可燃纖維,且在燃燒時會發(fā)生熔融和滴落現(xiàn)象,有潛在的火災(zāi)危險[1]。因此,為了擴大其應(yīng)用范圍,對其進行阻燃整理非常必要。對滌綸紡織品阻燃整理的研究中,鹵系阻燃劑曾因為其很好的阻燃效果而得到廣泛應(yīng)用,但鹵系阻燃劑在使用和燃燒過程中存在二次污染,隨著人們環(huán)保意識的增強,鹵系阻燃劑已經(jīng)逐漸被無鹵阻燃劑替代。磷系阻燃劑是一種目前使用范圍較廣的無鹵阻燃劑,主要分為有機磷系和無機磷系。本文中對滌綸織物進行阻燃整理的SFR-120與ABN兩種阻燃劑均為有機磷系阻燃劑。

        1 阻燃整理工藝及試樣

        1.1 試樣

        滌綸原織物為28 tex/28 tex 476/270平紋織物。本文分別利用SFR-120與ABN兩種阻燃劑,采用浸壓法對滌綸織物進行阻燃整理。

        阻燃后的織物與未整理織物基本參數(shù)見表1。

        1.2 阻燃工藝

        表1 試樣整理前后織物基本參數(shù)比較

        阻燃劑由山東省染整技術(shù)開發(fā)公司提供。阻燃整理工藝流程如下:

        1.2.1ABN整理

        ABN 200 g/L

        磷酸氫二鈉 調(diào)pH=6.5

        潤濕劑 0.4 g/L

        施加工藝: 溫室兩浸兩軋→預(yù)烘(110℃×2 min)→烘焙(200℃×2 min)

        1.2.2SFR-120整理

        SFR-120 250 g

        水 1 000 g

        施加工藝:溫室兩浸兩軋→預(yù)烘(120℃×2 min)→烘焙(180℃×2 min)

        2 實驗儀器及測試方法

        2.1 阻燃性能

        儀器:LFY-605自動氧指數(shù)測定儀。按GB/T 5454—1997《紡織品燃燒性能測試 氧指數(shù)法》。

        2.2 斷裂拉伸性能

        儀器:YG065電子織物強力儀。按GB/T 3923.1—1997《紡織品織物拉伸性能》斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法測試,經(jīng)緯向各測5個試樣,取平均值。

        2.3 撕破強力

        儀器:YG065電子織物強力儀。按GB/T 3917.3—2009《紡織品 織物撕破性能》梯形試樣撕破強力的測定測試。經(jīng)緯向各取5個試樣,取平均值。

        2.4 耐磨性

        儀器:Y522織物耐磨儀。三種試樣分別進行5次實驗,加壓1000 g,摩擦300轉(zhuǎn)后,計算試樣重量損失率及耐磨指數(shù)。耐磨指數(shù)按公式(1)計算。

        Ai=n/Δm

        (1)

        式中

        Ai——耐磨指數(shù),單位為次/mg;

        n——總摩擦次數(shù),單位為次;

        m——試樣在總摩擦次數(shù)下的質(zhì)量損失,單位為mg。

        3 實驗結(jié)果與分析

        3.1 阻燃性能

        極限氧指數(shù)是指將試樣置于垂直的試驗條件下,在氧、 氮混合氣流中,測定試樣剛好維持燃燒所需最低氧濃度。氧指數(shù)高表示材料不易燃燒,氧指數(shù)低表示材料容易燃燒,一般認為氧指數(shù)<22屬于易燃材料,氧指數(shù)在22~27之間屬可燃材料,氧指數(shù)>27屬難燃材料。氧指數(shù)大于27的織物有良好的阻燃效果,可用作阻燃織物。

        滌綸纖維屬可燃纖維,極限氧指數(shù)約為21。由表2可知,經(jīng)ABN和SFR-120兩種阻燃劑分別阻燃后,織物氧指數(shù)上升到36.2和32.6,阻燃效果明顯。其中阻燃劑ABN阻燃效果稍好于阻燃劑SFR-120。

        表2 試樣整理前后織物極限氧指數(shù)比較

        SFR-120的主要成分是磷氮復(fù)合型聚合物。磷系阻燃劑在燃燒時生成磷酸、 偏磷酸、 聚偏磷酸等 ,它們能使聚合物炭化形成炭膜[2]。氮系阻燃劑受熱易分解生成CO2、NH3、N2等不燃性氣體,這些氣體不僅能夠稀釋可燃物,而且有的氣體如N2還可捕捉自由基,從而達到阻燃的目的[3]。

        ABN屬環(huán)籠狀磷酸酯阻燃劑,具有季戊四醇骨架的磷酸酯在聚合物燃燒時,能形成一層焦炭層保護膜,阻燃性能良好[4]。

        3.2 斷裂拉伸性能

        圖1為試樣整理前后織物的經(jīng)向強力-伸長曲線,圖2為緯向強力-伸長曲線。表3為試樣整理前后織物斷裂拉伸性能比較。

        表3 試樣整理前后織物斷裂拉伸性能比較

        由表3可知,阻燃后織物較未阻燃織物經(jīng)向強力無明顯變化;ABN阻燃織物經(jīng)向伸長率比原織物高15%,SFR-120阻燃織物經(jīng)向伸長率比原織物高5%。ABN阻燃織物緯向強力比原織物高13.7%,SFR-120阻燃織物緯向強力比原織物高7.7%;ABN阻燃織物緯向伸長率比原織物高14%,SFR-120阻燃織物緯向伸長率比原織物高6.3%。

        圖1 經(jīng)向強力-伸長曲線

        圖2 緯向強力-伸長曲線

        分別使用兩種阻燃劑阻燃后織物強力與伸長無明顯下降,說明這兩種阻燃劑沒有破壞滌綸纖維的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)。

        3.3 撕破強力

        表4為試樣整理前后織物撕破強力比較。由表4可知,ABN阻燃織物經(jīng)向撕破強力比未阻燃織物高18.2%;SFR-120阻燃織物經(jīng)向撕破強力比未阻燃織物高2.1%。兩種阻燃劑阻燃后織物與未阻燃織物緯向撕破強力相比幾乎無變化。

        表4 試樣整理前后織物撕破強力比較

        3.4 耐磨性

        織物阻燃前后耐磨性能的變化見表5。由表5可知,兩種阻燃劑阻燃后織物耐磨性均下降,其中SFR-120阻燃織物耐磨指數(shù)較未阻燃織物下降18.06%,ABN阻燃織物耐磨指數(shù)較未阻燃織物下降9.05%。

        表5 試樣整理前后織物耐磨性比較

        4 結(jié)論

        4.1用阻燃劑ABN和阻燃劑SFR-120對滌綸織物進行阻燃整理,織物極限氧指數(shù)明顯上升;

        4.2兩種阻燃劑阻燃整理后的織物與未阻燃織物比較,經(jīng)向斷裂強力無明顯變化,斷裂伸長變大,其中經(jīng)ABN阻燃的織物斷裂伸長較經(jīng)SFR-120阻燃的織物經(jīng)向斷裂伸長大;緯向斷裂強力有小幅度上升,其中ABN阻燃的織物較SFR-120阻燃的織物緯向斷裂強力大。

        4.3兩種阻燃劑整理后,織物經(jīng)向撕破強力有一定上升,其中ABN阻燃織物經(jīng)向撕破強力上升較大;緯向撕破強力幾乎不變。

        4.4兩種阻燃劑阻燃后織物耐磨性均下降,其中SFR-120阻燃織物耐磨性下降較大。

        [1] 寧培森,王紅梅,丁著明.磷系阻燃劑的研究進展[J].精細與專用化學品,2007,15(11):5—9.

        [2] 馬雅琳,王標兵,胡國勝.阻燃劑及其阻燃機理的研究現(xiàn)狀[J].材料導報,2006,5(20):392—395.

        [3] 陳建.阻燃劑應(yīng)用研究綜述[J].化工中間體,2007,(10)25—27.

        [4] 管興華.有機磷酸酯阻燃劑的綜述[J].粘接,2009,(10):62—66.

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