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膨胀阻燃系统是以磷、氮为主要成分的阻燃系统。与传统含卤阻燃系统相比,它具有生烟量少,不产生有毒、腐蚀性气体,防止产生熔滴,阻燃效率高等特点。随着人们对阻燃剂“环保”和“无卤”要求的不断加强,膨胀型阻燃剂的研究已经成为了阻燃材料科学的重要发展方向。针对膨胀成炭阻燃技术在纺织品领域应用尚少(尤其作为纺织品阻燃后整理更为不成熟)的状况,本文以纯棉织物和涤棉混纺织物为研究对象,利用膨胀成炭阻燃技术进行织物的阻燃后整理研究,从而分别确定相应的膨胀阻燃剂的配比以及最佳的阻燃整理工艺。
本文主要对纯棉织物进行了非耐久性阻燃和耐久性膨胀阻燃研究,同时对涤棉织物进行了耐久性膨胀阻燃研究。首先,本文选用了由酸源-水溶性聚磷酸铵(APP)、炭源-季戊四醇(PER)和气源-烷基改性的三聚氰胺甲醛树脂(CHN)组成的膨胀阻燃系统,对棉织物进行阻燃整理研究。在该研究中,主要对APP、PER和CHN的比例、焙烘温度、催化剂(MgCl<,2>)和整理液pH值对阻燃整理的影响以及柔软剂FSA对阻燃整理后织物的手感及阻燃性能的影响进行了研究分析,同时还进行了该非耐久性膨胀阻燃整理与其他常规工艺的对比。在研究中发现:APP-PER-CHN组成的阻燃系统处理过的纯棉织物,经向断裂强力损失不到10%,白度下降较小,手感变差,但可以通过柔软剂FSA来提高手感。阻燃整理过的织物,在垂直燃烧试验中可以通过国家B1级阻燃标准,经过10次重复水洗可以通过国家B2级阻燃标准,具有一定的耐久性,提高了服用性能。与其它常规非耐久阻燃系统相比,APP-PER-CHN阻燃系统对纯棉织物有更好的阻燃性能,而且整理织物的表面不易吸潮和“泛白”。
其次,本文以常规的Provatex CP New对纯棉织物的耐久性阻燃系统为主要研究对象,利用膨胀成炭阻燃思想,添加炭源-季戊四醇进行改性。在该研究中,主要对比了常规Pyrovatex CP New工艺和改性Pyrovatex CP New工艺织物的不同阻燃性能和其他性能,如断裂强力,同时确定了改性Pyrovatex CP New系统的最佳阻燃整理工艺。在研究中发现:经过传统的Pyrovatex CP New阻燃系统整理过的纯棉织物的强力损失在20%.30%之间,在燃烧试验中织物的损毁炭长在9.0cm左右,多次水洗后也能达到国家B1级阻燃标准。利用炭源-季戊四醇改性Pyrovatex CP New组成的膨胀阻燃系统整理过的织物,经向断裂强力能够提高10%-15%,未经过重复水洗的阻燃性能比常规PyrovatexCPNew系统要好,重复水洗后两者相当。改性的Pyrovatex CPNew阻燃系统对织物的颜色几乎无影响。
最后,本文选用FRC-1和Provatex CP New组成的阻燃系统对涤棉织物进行阻燃整理,然后以添加炭源-季戊四醇对阻燃系统进行改性。在该研究中,首先对FRC-1/Provatex CP New进行两步法阻燃整理工艺确定和分析,然后进行季戊四醇改性的FRC-1/Provatex CP New两步法阻燃整理系统的分析和整理工艺的确定。在研究发现:FRC-1/Provatex CP New的两步法的阻燃整理效果好于一步法。因为两步法中能够使FRC-1分子更好的进入涤纶纤维,提高FRC-1对涤纶的阻燃性能。经过季戊四醇改性的FRC-1/Pyrovatex CP New两步整理法的阻燃效果明显提高,整理过的涤棉织物燃烧时,成炭性好,几乎无熔滴,无阴燃和续燃。处理过的织物经过30次水洗,仍然能达到国家B1级阻燃标准。良好的覆盖炭层能够减缓涤纶的热分解,减少熔滴现象,减弱涤棉织物燃烧时的“格栅”效应。