【摘 要】
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锦/棉混纺织物（NYCO）兼具有尼龙纤维和棉纤维的优势,棉纤维柔软舒适、透气吸湿;尼龙纤维耐磨性好、强度高、回弹性高和耐化学稳定性。然而无论是棉纤维还是尼龙纤维都非常易燃,锦/棉混纺织物由于“烛芯效应”更易点燃,从而引起更大的火灾危害,严重影响人民生命财产安全,也限制其在家居家纺、军队制服、交通座椅等领域中的应用。因此,面对锦/棉混纺织物需求量大,阻燃要求高的特点,开展环保耐久阻燃锦/棉混纺织物的
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锦/棉混纺织物（NYCO）兼具有尼龙纤维和棉纤维的优势,棉纤维柔软舒适、透气吸湿;尼龙纤维耐磨性好、强度高、回弹性高和耐化学稳定性。然而无论是棉纤维还是尼龙纤维都非常易燃,锦/棉混纺织物由于“烛芯效应”更易点燃,从而引起更大的火灾危害,严重影响人民生命财产安全,也限制其在家居家纺、军队制服、交通座椅等领域中的应用。因此,面对锦/棉混纺织物需求量大,阻燃要求高的特点,开展环保耐久阻燃锦/棉混纺织物的研究,具有重要的意义和应用前景。本论文选择三种不同的生物基阻燃体系制备阻燃耐久锦/棉混纺织物,经处理后织物的阻燃性提高,耐水洗性依次增强。主要研究内容包含以下三个部分:（1）选用植酸（PA）与牛磺酸（Tau）在水相中进行离子交换反应制备全生物基阻燃剂（PA-Tau）,通过浸轧烘焙法将阻燃剂构筑于锦/棉混纺织物表面。极限氧指（LOI）测试表明,阻燃整理PA-Tau-NYCO织物LOI从18.5%提升至42.9%,整理后织物的损毁长度自30.0 cm减少为5.9cm。PA-Tau-NYCO织物的热释放速率峰值（p HRR）自305 k W/m~2减少至111 k W/m~2。从热失重分析（TGA）结果中可知,PA-Tau-NYCO织物在800°C成炭能力增强,其残炭量提高至38.0 wt%。阻燃机理分析可知,通过在凝聚相中形成炭层和在气相中稀释氧气和可燃气体,有效提高了PA-Tau-NYCO织物的阻燃性能。全生物基阻燃剂制备的锦/棉混纺织物具有绿色安全应用性。（2）选用3-缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷（GPTMS）与阻燃涂层聚乙烯亚胺（PEI）/植酸（PA）,依次通过简便的溶胶-凝胶反应和浸轧烘焙的方式,将其以共价键的形式结合在锦/棉混纺织物表面,制备具有20次耐水洗性的阻燃G-PEI/PA-NYCO织物。经阻燃耐久处理后织物的LOI从18.5%提高到29.8%,损毁长度自30.0 cm减少至7.5 cm。锥形量热（CCT）测试结果表明,G-PEI/PA-NYCO织物的p HRR由195 k W/m~2降低至53k W/m~2,总热释放量（THR）由12.3 MJ/m~2降低至2.5 MJ/m~2。经过20次水洗测试后,G-PEI/PA-NYCO织物保持较好的阻燃性能,并在垂直燃烧测试中表现为离火自熄。TGA测试结果中,G-PEI/PA-NYCO织物最终残炭量由9.9 wt%提高至39.1 wt%。对G-PEI/PA-NYCO织物残炭进一步分析并提出潜在的阻燃机理,P-N-Si协效阻燃体系发挥了阻燃作用。兔子皮肤刺激测试表明,G-PEI/PA-NYCO织物不会引起皮肤产生红斑和水肿,表现出良好的生物安全性。（3）首先成功合成了一种新型生物基阻燃剂牛磺酸膦酸铵（PTau）,能够通过形成的P-O-C共价键接枝在锦/棉混纺织物表面。阻燃耐久整理后PTau-NYCO织物的阻燃性能提高,耐久性能够显著提高至40次耐水洗,LOI自18.5%提高至36.7%,整理后织物的损毁长度由30.0 cm减少至5.6 cm。进行40次水洗测试后,PTau-NYCO织物的LOI仍保持在29.2%并可以实现离火自熄。与未处理的锦/棉混纺织物相比,PTau-NYCO织物的p HRR由218 k W/m~2降低至79 k W/m~2,THR由10.1 MJ/m~2降低至2.6MJ/m~2。TGA试验结果表明,PTau-NYCO织物在800°C时残炭量高达37.2wt%,其成炭能力显著提高。阻燃机理表明,PTau有助于促使PTau-NYCO织物形成稳定炭层并在气相中产生不可燃气体。此外,含P-N-S的协效阻燃体系进一步改善了阻燃效果。通过使用牛磺酸衍生物制备阻燃耐久的锦/棉混纺织物是一种可行的方法。
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