【摘 要】
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棉纤维作为一种常见的天然纤维,已有几千年的应用历史,由其加工生产的纺织品具有手感柔软、透气吸湿以及保暖耐磨等特点,从而广泛受到服装服饰,汽车装饰和室内家居等行业青睐。然而,棉织物的极限氧指数（LOI）仅为18%左右,在空气中遇见明火会发生剧烈燃烧,属于一种常见的易燃材料。因此,开发具有优良效果的阻燃剂并应用于棉织物整理具有现实意义。而且,随着人类生态文明建设的进步,棉用阻燃剂的研究日趋绿色环保。基
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棉纤维作为一种常见的天然纤维,已有几千年的应用历史,由其加工生产的纺织品具有手感柔软、透气吸湿以及保暖耐磨等特点,从而广泛受到服装服饰,汽车装饰和室内家居等行业青睐。然而,棉织物的极限氧指数（LOI）仅为18%左右,在空气中遇见明火会发生剧烈燃烧,属于一种常见的易燃材料。因此,开发具有优良效果的阻燃剂并应用于棉织物整理具有现实意义。而且,随着人类生态文明建设的进步,棉用阻燃剂的研究日趋绿色环保。基于以上目的,本文设计合成了两种含反应性基团-P=O（O-NH4+）的磷/氮协效阻燃剂,可以通过常规的轧-烘-焙工艺与纤维素的-OH发生化学反应,从而整理至棉织物表面。整个工艺过程无毒副产物产生,整理后的棉织物具有良好的阻燃性和热稳定性。关于两种阻燃剂的合成和对棉织物的阻燃性能研究如下所示:（1）以亚磷酸、N-氨乙基哌嗪和尿素等作为原料合成N,N-二亚甲基-哌嗪-甲基膦酸铵盐（ASNDP）,该阻燃剂的化学结构通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和核磁共振谱（NMR）进行表征,结果显示ASNDP已被成功合成。阻燃棉织物的燃烧行为和阻燃性能使用锥形量热法、氧指数法和垂直燃烧试验进行研究,发现经ASNDP（450 g/L）阻燃棉织物的增重量为17.4±0.3%,其LOI值由18.6%±0.2%增加至29.5±0.1%,总热释放量（THR）则由5.6 MJ/m2降低至3.7 MJ/m2。阻燃棉织物燃烧前后的表面形貌通过扫描电子显微镜（SEM）观察,可以看出ASNDP已经成功整理至棉织物表面,并且样品燃烧后的纤维组织结构基本保持完整。同时,热重（TG）分析结果表明,经ASNDP阻燃的棉织物具有更好的热稳定性。ASNDP的合成工艺便捷,并且能够明显赋予棉织物良好的阻燃效果。（2）以亚磷酸、对氨基苯磺酸和尿素等作为原料合成了另一种阻燃剂N,N-二亚甲基对苯磺酸膦酸铵盐（ADBSPA）,该阻燃剂中含有的P、N元素能够对棉织物实现协效阻燃作用。ADBSPA的化学结构通过FTIR和NMR进行分析。未整理和整理棉织物的晶格结构、元素组成和阻燃性能通过X-射线衍射（XRD）、能量色散X射线光谱（EDX）、垂直燃烧试验、氧指数法和锥形量热法进行测试。同时,通过水洗测试和拉伸强度对整理棉织物的洗涤耐久性和机械性能进行评估。结果表明,整理棉织物表现出良好的阻燃性和热稳定性,所有ADBSPA整理样品的阴燃时间皆为0 s,并且经350 g/L阻燃剂整理的棉织物在20次洗涤循环后,其LOI值（26.4±0.1%）依然高于未整理棉织物。此外,整理样品在经纬方向的拉伸强度都发生了降低,但两者的下降幅度较小,并不影响棉织物的后续使用。因此,ADBSPA在赋予棉织物良好阻燃性能的同时,也对棉纤维的机械性能影响较小。
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