丁 帥

(1.山東省紡織科學(xué)研究院，青島，266032;2.山東省特種紡織品加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島，266032)

阻燃整理技術(shù)在棉織物上的應(yīng)用

丁 帥1，2

(1.山東省紡織科學(xué)研究院，青島，266032;2.山東省特種紡織品加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島，266032)

介紹了棉布的阻燃整理，通過(guò)比較不同比例的化學(xué)整理劑二氧化鋯和黏合劑以不同方式混合后的整理效果，確定最佳數(shù)值。

阻燃整理，二氧化鋯，黏合劑

現(xiàn)在，紡織品的應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)意義上的服裝、家居用品像窗簾、被罩等方面擴(kuò)大到了工業(yè)上，隨之而來(lái)的是越來(lái)越高的特殊整理要求。本文將詳細(xì)介紹紡織品的防火整理。

通過(guò)織布機(jī)織出來(lái)的布是灰白色的，要通過(guò)很多不同的工藝，整理就是其中一項(xiàng)。整理可以讓布表面更加美觀(guān)，也可以根據(jù)一些特殊的目的使布具有一定的功能性。防火整理就是為了保護(hù)穿衣者不被或是盡量少被大火傷害。許多科學(xué)家和專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)都強(qiáng)調(diào)了防火紡織材料的重要性，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)設(shè)定了防火材料的標(biāo)準(zhǔn)。許多國(guó)家政府也通過(guò)立法來(lái)提高公眾對(duì)于控制火災(zāi)的意識(shí)，鼓勵(lì)在家中和工作環(huán)境中使用防火材料。防火整理已經(jīng)被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，下面我們來(lái)研究一下防火整理在棉織物上的應(yīng)用［1］。

1 材料和方法

1.1 材料

100%絲光棉布、化學(xué)阻燃劑二氧化鋯和兩種黏合劑:聚乙烯醇(PVA)和液態(tài)氮化硅(SLN)。

1.2 測(cè)試方法［2］

首先將質(zhì)量濃度為12%的二氧化鋯和質(zhì)量濃度為5%的黏合劑SLN以1∶40的比例溶于水，棉布在液體中懸掛5 min后在室溫和50 Pa的壓力下用軋染機(jī)的軋—烘—焙工藝碾平。然后棉布水平鋪在草地上，在陽(yáng)光下晾干。這就是所謂的“浸一下，軋一下”。即先在懸浮液中浸泡，然后在軋染機(jī)中軋一下。同理還要進(jìn)行“浸兩下，軋一下”工藝(即讓棉布在懸浮液中浸泡兩次，只在軋染機(jī)中通過(guò)一次)和“浸三下，軋一下”。在這些過(guò)程中，通過(guò)制成不同比例的化學(xué)整理液，分別測(cè)試、記錄、比較它們的整理數(shù)據(jù)，從而得出結(jié)論。按照步驟首先將質(zhì)量濃度為12%的化學(xué)整理液二氧化鋯與質(zhì)量濃度為5%的PVA和5%的SLN分別混合，再將質(zhì)量濃度為15%的化學(xué)整理液二氧化鋯與質(zhì)量濃度為5%的PVA和5%的SLN分別混合，再將質(zhì)量濃度為12%的化學(xué)整理液二氧化鋯與PVA和SLN各2.5%混合，最后將質(zhì)量濃度為15%的化學(xué)整理液二氧化鋯與質(zhì)量濃度各為2.5%的PVA和SLN混合。

應(yīng)用阻燃整理劑前后的結(jié)構(gòu)參數(shù)的測(cè)量結(jié)果有以下三種:①織物經(jīng)緯支數(shù)。②單位面積質(zhì)量。任取25 cm2的織物，分別測(cè)量它們的質(zhì)量。③體積密度。單位是克/立方厘米(g/cm3)。

2 數(shù)據(jù)分析

在這項(xiàng)研究中，兩種黏合劑聚乙烯醇(PVA)和液態(tài)氮化硅(SLN)與二氧化鋯共同混合或者分別混合?？椢镆浴叭钡姆绞竭M(jìn)行阻燃整理，并分析了整理后的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

2.1 不同比例的二氧化鋯與5%的PVA和5%的SLN分別混合的整理效果

測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 棉布經(jīng)阻燃整理后的結(jié)構(gòu)參數(shù)(以下為質(zhì)量百分比)

2.1.1 線(xiàn)密度

從表1中可以很明顯的看出，所選棉布的經(jīng)紗線(xiàn)密度是7.9 tex。當(dāng)濃度為12%的化學(xué)整理液二氧化鋯和濃度為5%的黏合劑SLN一起應(yīng)用時(shí)，浸一次后經(jīng)紗線(xiàn)密度是7.9 tex，浸兩次和三次后，經(jīng)紗線(xiàn)密度都是7.8 tex。當(dāng)同樣的化學(xué)整理液二氧化鋯和濃度為5%的黏合劑PVA一起應(yīng)用時(shí)，浸一次后經(jīng)紗線(xiàn)密度是7.8 tex，浸兩次和三次后，經(jīng)紗線(xiàn)密度都是7.7 tex。而當(dāng)濃度為15%的化學(xué)整理液二氧化鋯和濃度為5%的黏合劑SLN一起應(yīng)用時(shí)，經(jīng)紗線(xiàn)密度是相同的，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果都是7.7 tex。但當(dāng)同樣的化學(xué)整理液二氧化鋯和濃度為5%的黏合劑PVA一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果就都是7.6 tex了。

從表1可以看出，所選棉布的緯紗線(xiàn)密度是7.6 tex。當(dāng)濃度為12%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果都是一樣的。當(dāng)同樣的濃度為12%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次后的緯紗線(xiàn)密度都是7.5 tex，浸三次后的結(jié)果是7.4 tex。當(dāng)濃度為15%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次后的結(jié)果是7.4 tex，浸三次后的結(jié)果是7.3 tex。當(dāng)濃度為15%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸三次后的結(jié)果都是7.4 tex。

2.1.2 織物面密度

從表1可以看出，原來(lái)織物是216 g/m2，當(dāng)12%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應(yīng)用時(shí)，浸一次后的結(jié)果是237.0 g/m2，浸兩次后是 244.0 g/m2，浸三次后就增加到了250.0 g/m2。當(dāng)同樣的12%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果分別是 279.0、313.6 和323.0 g/m2;當(dāng)15%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果分別是256.0、300.0 和305.0 g/m2。當(dāng)同樣的15%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果分別是 333.0、350.0 和 373.0 g/m2?？椢镏亓康脑黾邮且?yàn)槭褂昧苏韯?，?dāng)整理劑的種類(lèi)增加時(shí)，織物重量也增加。

2.1.3 體積密度

從表1可以看出，織物原來(lái)的體積密度是0.25 g/cm3，當(dāng)12%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果分別是 0.27、0.29 和 0.30 g/cm3;當(dāng)12%的化學(xué)整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次的結(jié)果都是0.31 g/cm3，浸三次后的結(jié)果是0.32 g/cm3。當(dāng)棉布被當(dāng)15%的二氧化鋯和5%的黏合劑SLN混合整理液整理時(shí)，浸三次后的結(jié)果都是0.30 g/cm3;當(dāng)混合整理液是15%的二氧化鋯和5%的黏合劑PVA時(shí)，浸一次后的結(jié)果是0.32 g/cm3，浸兩次后的結(jié)果是0.33 g/cm3，浸三次和浸兩次后的結(jié)果一樣。所以可以看出，體積密度和重量有關(guān)，當(dāng)重量增加時(shí)，體積密度也增加［3］。

2.2 不同比例的二氧化鋯與PVA和SLN各2.5%混合后的整理效果

測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

2.2.1 線(xiàn)密度

從表2中可以看出，所選棉布的經(jīng)紗線(xiàn)密度是7.9 tex。當(dāng)化學(xué)整理液二氧化鋯為濃度為12%時(shí)，仍保持在7.9 tex，但是浸兩次后就變成7.8 tex，浸三次后就變成7.7 tex。當(dāng)化學(xué)整理液二氧化鋯為濃度為15%時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果都是7.7 tex。

表2 棉布經(jīng)阻燃整理后的結(jié)構(gòu)參數(shù)(整理液 +2.5%PVA+2.5%SLN)(以下為質(zhì)量百分比)

這種變化趨勢(shì)同樣也適應(yīng)于緯紗線(xiàn)密度。所選棉布的緯紗線(xiàn)密度是7.6 tex。當(dāng)化學(xué)整理液二氧化鋯為12%時(shí)，浸一次后緯紗線(xiàn)密度減小為7.7 tex，但浸兩次，浸三次后都增加為7.5 tex。當(dāng)化學(xué)整理液二氧化鋯為濃度為15%時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果都是7.4 tex。這是因?yàn)榻?jīng)紗和緯紗非常緊密地縱橫交錯(cuò)的排列，當(dāng)織物浸泡收縮后，線(xiàn)與線(xiàn)之間將排列的更加緊密。

2.2.2 織物面密度

從表2可以看出，原來(lái)織物是216 g/m2，當(dāng)12%的化學(xué)整理液二氧化鋯和各2.5%的黏合劑SLN、PVA一起應(yīng)用時(shí)，浸一次后的結(jié)果是268 g/m2，浸兩次后是278 g/m2，浸三次后就增加到了286 g/m2。當(dāng)二氧化鋯變?yōu)?5%時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果分別是294、314和339 g/m2。這是因?yàn)樵谡磉^(guò)程中，相對(duì)于SLN，織物吸收了更多的PVA。

2.2.3 體積密度

從表2可以看出，織物原來(lái)的體積密度是0.25 g/cm3，當(dāng)12%的化學(xué)整理液二氧化鋯和各2.5%的黏合劑SLN、PVA一起應(yīng)用時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果分別是 0.292、0.303和0.311 g/cm3;當(dāng)二氧化鋯變?yōu)?5%時(shí)，浸一次，浸兩次，浸三次后的結(jié)果分別是 0.317、0.318和0.322 g/cm3。體積密度的增加是因?yàn)槎趸啙舛群徒螖?shù)的增加。

3 結(jié)論

當(dāng)濃度為12%或者15%的化學(xué)整理液二氧化鋯分別和濃度為5%的黏合劑PVA、SLN混合使用時(shí)，織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)如線(xiàn)密度、織物面密度和體積密度都有所增加。當(dāng)濃度為12%或者15%的化學(xué)整理液二氧化鋯和濃度各為2.5%的黏合劑SLN、PVA一起應(yīng)用時(shí)，也有同樣的趨勢(shì)。

從整體來(lái)看，阻燃整理技術(shù)的發(fā)展還有很大的空間和空白，無(wú)論從事哪方面的阻燃研究，一定要本著環(huán)保、高效的原則，真正讓這項(xiàng)技術(shù)變成造福人類(lèi)的綠色技術(shù)。

［1］劉紅玉，李戎，沈誠(chéng)，等.阻燃整理技術(shù)最新進(jìn)展［J］.印染助劑，2010，27(10):5-9.

［2］閻克路.染整工藝學(xué)教程［M］.第一分冊(cè).北京:中國(guó)紡織出版社，2005:398.

［3］LECOEUR，VROMANB I，BOURBIGOT S，et al.Flame retardant for mulations for cotton［J］.Polymer Degradation and Stability，2001，74:487-492.

［4］王世琴，劉寶生，陳小平，等.均相催化氧化降解PVA的研究［J］.印染助劑，2010，27(4):13-15.

Fire retardant finish and its effect on cotton fabrics

Ding Shuai1，2
(1.Shandong Textile Science＆ Research Institute;2.Shandong Province Key Laboratory of Special Textile Process Technology)

s:This paper presented flame retardant finish of cotton fabrics，identified optimum data by blending different proportion fire retardant chemical and binder in different ways.

flame retardant finish，zirconium dioxide，binder

TS195

A

1004－7093(2011)10－0035－03

2011－04－29

丁帥，女，1978年生，工程師。主要從事紡織工程方面的工作。