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涤纶(PET)位于合成纤维之首,具有高强度、耐高温、耐磨擦、耐腐蚀、耐光等性能,广泛应用在军事、农业、工业、纺织业等领域。但涤纶织物的极限氧指数(LOI)仅达到21%左右,属于易燃材料,且在燃烧过程中会产生大量熔滴和黑烟,极易导致二次危害的发生。应用于涤纶的阻燃剂主要有卤系、磷系、无机型与膨胀型四大类,由于膨胀型阻燃剂(IFR)是一种主要由磷、氮为组成元素构成的复合阻燃剂,通常包括酸源、气源和炭源,具有环保、低烟、低毒、高效等阻燃优势,因此是近年来备受关注的新型阻燃剂。碳微球(CMSs)是一种新兴的碳材料,主要在凝聚相中起阻燃作用,可作为膨胀阻燃剂中的炭源成分。聚磷酸铵(APP)具有热稳定性好、含磷量高、无污染、价格低廉等优点,属于气相阻燃,具有良好的抑烟性能,为IFR体系中酸源和气源的首选材料。通过将CMSs与APP相结合,构建新的IFR体系,因协同阻燃效应,预期可达到阻燃和抑烟双重效果。鉴于此,本课题首先采用复配方式探讨了CMSs与APP之间的协同阻燃作用;其次,为改善两种阻燃剂成分与基体间的相容性,设计了一种以CMSs为芯材,APP为壳材的膨胀型阻燃剂(CMSs-APP),并通过熔融共混法制备了CMSs-APP/PET复合材料,研究了其阻燃性能和力学性能,并初步探索其阻燃机理;继而,通过后整理方式,将其直接应用于涤纶织物,并研究了涤纶织物的热稳定性能、阻燃性能和力学性能等。通过以上研究,主要得到以下结论:(1)当CMSs与APP的复配比例为1:2,CMSs/APP阻燃剂总含量为2%时,二者协同阻燃效应最佳。CMSs/APP/PET复合材料的LOI值可达27.5%,热释放速率峰值(PHRR)值下降了45.4%,残炭量由13.2%增加到17.3%,总产烟量(TSP)值下降了13.9%,达到阻燃与抑烟的双重效应,但复合材料的抗拉强度由47.56 MPa下降到18.97 MPa,相比纯PET下降了60.1%。(2)采用包覆技术制备了一系列复合阻燃剂CMSs-APP(CA)。研究得到当阻燃剂CMSs-APP含量为2%,CMSs与APP的包覆配比为1:2(CA2)时,协同效果最佳。CA2/PET复合材料的LOI值达到28.6%,通过了UL-94测试的V-0等级。相比纯PET,CA2/PET复合材料的PHRR值下降了71.4%,火灾性能指数(FPI)值提高了177.0%,TSP值降低了18.7%,抗拉强度达到36.13 Mpa。(3)将涤纶织物浸渍于阻燃剂含量为1.3%的涂层液中两次时,阻燃效果已经达到所需要求,其LOI值达到了28.1%,相比纯涤纶织物提高了33.8%,在垂直燃烧测试中达到了B1级别,且PHRR相比纯涤纶织物降低了51.0%。