葛秦萍，彭　璇，肖信香

(1.浙江紡織服裝科技有限公司，杭州　310000；2.武漢紡織大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院，武漢　430073；3.湖北楓樹線業(yè)有限公司，湖北鄂州　436000)

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芳綸1414不同組織結(jié)構(gòu)織物的阻燃防護(hù)性能比較

葛秦萍1，彭璇2，肖信香3

(1.浙江紡織服裝科技有限公司，杭州310000；2.武漢紡織大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院，武漢430073；3.湖北楓樹線業(yè)有限公司，湖北鄂州436000)

摘要：為了研究芳綸的阻燃防護(hù)性能，對芳綸長絲進(jìn)行物理性能表征，織造了平紋和雙層角連鎖織物，并進(jìn)行阻燃性能測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：兩種組織織物的極限氧指數(shù)均大于27%；續(xù)燃時(shí)間均為0；平紋織物的陰燃時(shí)間為3s，鉸連鎖織物的為0；兩種織物均沒有熔融、滴落現(xiàn)象。表明芳綸織物具有優(yōu)良的阻燃性能，雙層角連鎖織物的阻燃性能好于平紋織物。

關(guān)鍵詞：芳綸；阻燃防護(hù)；織物組織；角連鎖織物；阻燃性能

隨著城市化建設(shè)的推進(jìn)，城市人口密度增大，隱藏的安全隱患尤其是火災(zāi)危險(xiǎn)增加。很多火災(zāi)都是由電氣、明火等導(dǎo)致易燃紡織品燃燒引起的，發(fā)生火災(zāi)的緊急時(shí)刻是消防員沖在前面保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，阻燃防護(hù)服能為消防員提供保護(hù)，因此阻燃防護(hù)品研究是紡織行業(yè)人的責(zé)任和義務(wù)。20世紀(jì)50年代，羊毛、石棉等在阻燃防護(hù)領(lǐng)域有一定的應(yīng)用；20世紀(jì)70年代擴(kuò)展到合成纖維領(lǐng)域，芳綸憑借其優(yōu)良的綜合性能尤其是其耐高溫、不熔融等性能在阻燃防護(hù)領(lǐng)域得到大量應(yīng)用[1]，但關(guān)于組織結(jié)構(gòu)對芳綸織物阻燃性能的影響卻研究得很少。不同組織對阻燃性影響的研究非常有意義，能為阻燃防護(hù)織物的設(shè)計(jì)提供一定參考。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1單絲斷裂強(qiáng)力

在溫度20℃，濕度65%的恒溫恒濕環(huán)境中，用Textechno H.Stein生產(chǎn)的萬能型全自動單纖物性分析儀對芳綸1414單絲進(jìn)行測試，預(yù)加張力為0.50 cN·tex-1。

1.2織物小樣試織

1.3織物阻燃性能測試

按照GB/T 5455《紡織品 燃燒性測試 垂直法》與根據(jù)相關(guān)要求，通過GB/T 5455《紡織品 燃燒性測試 垂直法》與GB/T 5454《紡織品燃燒性測試 氧指數(shù)法》對兩種組織的芳綸織物進(jìn)行性能測試。

2　芳綸1414性能

芳綸1414纖維是一種耐高溫、強(qiáng)度高、模量高的特種纖維，具有全對位的剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)(圖1)。

圖1　對位芳綸分子結(jié)構(gòu)

由圖1可知，對位芳綸即芳綸1414分子鏈?zhǔn)潜江h(huán)與酰胺基依據(jù)固有的規(guī)律排列而形成，主鏈高度規(guī)則且為直線型[2]。因?yàn)檫@樣的分子結(jié)構(gòu)，所以芳綸取向度高，結(jié)晶度也高。對位芳綸的外觀為金黃色，不熔融，能自熄，起始分解溫度在560℃，玻璃化溫度在345℃左右。一般的情況下，芳綸1414纖維持續(xù)工作溫度能夠達(dá)到190℃左右，分解溫度大于400℃，400℃以下不會熔化。一般芳綸1414極限氧指數(shù)為28%～33%，具有優(yōu)異的耐高溫性能和阻燃性[3]。

芳綸纖維目前是開發(fā)阻燃防護(hù)服的主要原料[4-5]。我國目前已經(jīng)開發(fā)的阻燃防護(hù)產(chǎn)品主要有特警戰(zhàn)訓(xùn)服、消防服、消防搶險(xiǎn)服、森警防護(hù)服、石油和鋼鐵防護(hù)服等。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界以芳綸為原材料的阻燃防護(hù)服現(xiàn)已經(jīng)達(dá)到70%，并保持繼續(xù)增加的趨勢[6-7]。我國最新特警戰(zhàn)訓(xùn)服面料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂，消防防護(hù)服、消防搶險(xiǎn)服等面料標(biāo)準(zhǔn)的修訂，為我國阻燃防護(hù)裝備水平的提高提出基礎(chǔ)要求，也使我國阻燃防護(hù)服的防護(hù)性能隨之而改變[8-9]。

芳綸1414的單絲細(xì)度小于2.0dtex，強(qiáng)度高達(dá)219cN·tex-1(表1),同時(shí)其伸長率很小，說明芳綸具有良好的力學(xué)性能。

表1芳綸1414單纖物性

實(shí)驗(yàn)材料纖度/dtex強(qiáng)度/(cN·tex-1)強(qiáng)力/cN伸度/%斷裂時(shí)間/s芳綸14141.67±0.135218.9±13.8334.56±2.7576.55±0.2265.6±0.91

3　芳綸1414織物小樣試織

利用SGA598半自動打樣織機(jī)，對芳綸1414進(jìn)行織造。

由于芳綸長絲織造難度較大，且所用芳綸長絲的線密度較大，因此設(shè)計(jì)較小經(jīng)緯密，設(shè)計(jì)織物的基本規(guī)格如表2所示；選擇筘號為80筘/10cm的鋼筘，采用一筘一入的工藝參數(shù)進(jìn)行織造，如表3所示。本次實(shí)驗(yàn)試織平紋與雙層角連鎖織物，圖2為雙層角連鎖織物上機(jī)圖。

表2織物基本規(guī)格

紗線密度/tex經(jīng)密/(根/10cm)緯密/(根/10cm)幅寬/cm166.7808015

表3織物上機(jī)工藝參數(shù)

穿入數(shù)/(根/齒)筘號/(筘/10cm)總經(jīng)根數(shù)/根180120

圖2　雙層角連鎖織物組織上機(jī)圖

整經(jīng)是織造過程中必不可少的一步，整經(jīng)保證上機(jī)時(shí)經(jīng)紗張力均勻性，進(jìn)而使織造能夠順利進(jìn)行，本實(shí)驗(yàn)為小樣織造，采用手工的方式，一根一根地將經(jīng)紗捋順。

由于實(shí)驗(yàn)所用的芳綸1414為無捻長絲，與綜絲、鋼筘接觸過程容易出現(xiàn)長絲被抽拔出和斷裂起毛等情況，造成開口不清，無法順利織造。因此織造時(shí)應(yīng)非常細(xì)心，盡量避免人為引起的起毛現(xiàn)象。在穿綜過程中為了減少經(jīng)紗的起毛現(xiàn)象，避免芳綸互相勾結(jié)，選用一根一剪的方法，即將一根經(jīng)紗穿過綜絲后剪斷，再穿入第二根經(jīng)紗。

依照上述設(shè)計(jì)織造了圖3所示的織物。

圖3　試織的芳綸織物

4　織物阻燃性能

依據(jù)GB/T 17591-2006關(guān)于裝飾用織物和防護(hù)用織物相關(guān)燃燒性能的標(biāo)準(zhǔn)，以阻燃織物的最終用途為分類標(biāo)準(zhǔn)，可以將阻燃織物分為三類，即裝飾用織物、交通工具裝飾織物、阻燃防護(hù)服。試織試樣阻燃性能測試結(jié)果見表4。

表4織物阻燃性能

織物組織損毀長度/mm續(xù)燃時(shí)間/s陰燃時(shí)間/s熔融、滴落極限氧指數(shù)/%平紋2.503無31.3角連鎖1.000無32.5

由表4的測試結(jié)果分析可知：

a) 芳綸織物具有良好的阻燃性能。各項(xiàng)指標(biāo)測試都達(dá)到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)織造的兩種織物極限氧指數(shù)均大于27%，屬于阻燃織物。

b) 對比兩種組織織物的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，垂直燃燒法測試織物的損毀長度時(shí)，平紋組織的損毀長度比角連鎖織物的大很多，兩種組織織物的續(xù)燃時(shí)間都基本為零；陰燃時(shí)間平紋的為3s，角連鎖織物基本沒有；兩種組織均沒有熔融、滴落的現(xiàn)象；角連鎖織物的氧指數(shù)大于平紋織物的。

5　結(jié)　語

芳綸1414具有良好的力學(xué)性能和阻燃性能。采用相同的長絲原料設(shè)計(jì)不同的織物組織，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)角連鎖織物的阻燃性能好于平紋織物，這說明織物的組織結(jié)構(gòu)對其阻燃性能有一定的影響。因而在后期的研究設(shè)計(jì)過程中，不僅要以材料自身的性能為基礎(chǔ)，也應(yīng)該充分考慮到組織結(jié)構(gòu)對織物阻燃性方面的影響，具體的影響規(guī)律有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

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(責(zé)任編輯：許惠兒)

收稿日期：2015-03-27

作者簡介：葛秦萍(1990-)，女，浙江諸暨人，助理工程師，主要從事紡織品的性能研究。

中圖分類號：TS101.923

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1009-265X(2015)06-0053-03

Comparison of Inflaming Retarding Protection Property of Aramid Fiber 1414 with Different Weave Structures

GEQinping1,PENGXuan2,XIAOXinxiang3

(1.Zhejiang Textile&Garment Science Technology Co., Ltd., Hangzhou 310000, China;2.Department of Textiles Science and Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan 430000, China; 3.HuBei FengShu Thread Manufacturing Co., Ltd., Ezhou 436000, China)

Abstract：In order to study the inflaming retarding protection property of aramid fiber, physical property of aramid fiber filament was characterized to weave tabby and dual-layer angle interlock fabric. Besides, inflaming retarding performance test was carried out. It is found that limit oxygen index of two fabrics is more than 27%; after-flame time is 0; smoldering duration of tabby fabric is 3s, and smoldering duration of angle interlock fabric is 0; the two fabrics have no fusion and dripping phenomenon. This shows aramid fiber fabric owns excellent inflaming retarding performance and inflaming retarding performance of dual-layer angle interlock fabric is superior to tabby fabric.

Key words：aramid; inflaming retarding protection; fabric weave; angle interlock fabric; inflaming retarding performance