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阻燃聚酰胺(綿綸)纖維——織物也能更安全

國民經濟的發展與工業生產水平的進步使得越來越多的紡織品種進入了人們的日常生活中,而隨之而來的因紡織品引燃而成災的問題也顯得越發嚴重?;馂恼{查結果顯示,因紡織品不具備阻燃性能而被引燃并蔓延所導致的火災占所有火災事故的20%以上,如新疆克拉瑪依友誼賓館火災、遼寧阜新藝苑歌舞廳火災,即分別由幕布和沙發燃燒蔓延所致。

 

圖1 紡織制品的應用

 

阻燃劑協會(EFRA)曾做過一項調查,發現每年僅歐洲就有5000人因火災而失去生命,相當于10萬人中就有1~2人死于火災。而據英國年度火災統計,英國發生的火災中有20%是因紡織品燃燒所致,然而這20%的火災所導致的死亡率卻占到了所有死亡人數的50%以上?;馂氖鹿实念l發同樣也給我國帶來了嚴重的生命財產損失,見表1。

 

表1. 我國近幾年火災統計

 

聚酰胺(綿綸)是最早實現工業化生產的合成纖維,其產量占所有合成纖維的第二位。主要品種包括綿綸6、綿綸66等。雖然綿綸并不屬于易燃纖維,但由于其熔融溫度與著火點溫度相差較大,在燃燒時容易發生收縮和熔融滴落的現象,進而傳播火災、引燃其他物質,因此在實際應用中所潛在的火災風險更大,(圖2)。隨著人們安全環保意識的提升,如何改善織物的阻燃性,降低潛在風險也成為人們日益關注的重點。

 

圖2 綿綸熔滴導致火災擴大

 

目前,綿綸纖維阻燃性的提升主要可從兩方面進行考慮:

一. 綿綸纖維本身阻燃性的提升

該類方式主要通過共聚或共混的方式,提高綿綸纖維本身的阻燃性能,具有永久阻燃,環保的優勢,但成本相對較高。

①共聚阻燃改性,在綿綸的合成過程中摻入具有阻燃特性的共聚單體,利用阻燃單體與綿綸單體之間的反應活性使合成的聚合物基體本身即具有阻燃特性。用于綿綸中的共聚單體主要有磷、硫、鹵素等。

②共混阻燃改性,即在綿綸聚合物中加入阻燃劑后直接紡絲,而所選用的阻燃劑必須滿足如下條件:阻燃劑熱穩定性優于綿綸纖維;熔融溫度略低于紡絲溫度;分解溫度遠高于紡絲溫度;阻燃劑與綿綸具有良好的相容性。

綿綸中可選用的共混阻燃劑較多:如磷系阻燃劑中的低分子量含磷化合物;含鹵阻燃劑中的溴代季戊四醇、氯代聚乙烯等。

 

二. 織物阻燃后整理

阻燃后整理即通過接枝、烘焙、涂覆和噴霧等方式在綿綸織物成型件的表面覆蓋一層阻燃劑,從而提高制品的阻燃性。此類方法相對共聚/共混方式來說工藝簡單、操作便捷,但可能會降低織物的強力和耐洗性,并影響其外觀及手感。

①反應型,綿綸纖維表面因具有酰胺基團而具有一定活性,可與一些反應型阻燃劑發生取代反應而獲得阻燃性。列如在200℃下,將綿綸纖維浸漬在含鹵反應型阻燃劑溶液中進行處理,即可獲得具有阻燃性的織物纖維。

②非反應型,該類方式將阻燃劑通過吸附沉積、非極性范德華力結合、粘合劑粘接等形式附著在纖維表面,起到阻燃效果。由于該方法采用了物理結合的方式,因此阻燃成分很難滲入綿綸纖維內部,使所制得織物的阻燃效果無法長久保持,同時影響織物耐洗性。

隨著綿綸纖維應用領域的擴展與科技水平的進步,阻燃綿綸纖維織物的研究也必將取得更多突破性的進展,未來的趨勢將主要集中于無鹵環保綿綸纖維、無熔滴阻燃綿綸纖維,功能性阻燃綿綸纖維的開發。

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