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阻燃聚酰胺(綿綸)纖維——織物也能更安全


國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)水平的進(jìn)步使得越來越多的紡織品種進(jìn)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(zāi)的問題也顯得越發(fā)嚴(yán)重。火災(zāi)調(diào)查結(jié)果顯示,因紡織品不具備阻燃性能而被引燃并蔓延所導(dǎo)致的火災(zāi)占所有火災(zāi)事故的20%以上,如新疆克拉瑪依友誼賓館火災(zāi)、遼寧阜新藝苑歌舞廳火災(zāi),即分別由幕布和沙發(fā)燃燒蔓延所致。

 

圖1 紡織制品的應(yīng)用

 

阻燃劑協(xié)會(EFRA)曾做過一項調(diào)查,發(fā)現(xiàn)每年僅歐洲就有5000人因火災(zāi)而失去生命,相當(dāng)于10萬人中就有1~2人死于火災(zāi)。而據(jù)英國年度火災(zāi)統(tǒng)計,英國發(fā)生的火災(zāi)中有20%是因紡織品燃燒所致,然而這20%的火災(zāi)所導(dǎo)致的死亡率卻占到了所有死亡人數(shù)的50%以上?;馂?zāi)事故的頻發(fā)同樣也給我國帶來了嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失,見表1。

 

表1. 我國近幾年火災(zāi)統(tǒng)計

 

聚酰胺(綿綸)是最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的合成纖維,其產(chǎn)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(fā)生收縮和熔融滴落的現(xiàn)象,進(jìn)而傳播火災(zāi)、引燃其他物質(zhì),因此在實際應(yīng)用中所潛在的火災(zāi)風(fēng)險更大,(圖2)。隨著人們安全環(huán)保意識的提升,如何改善織物的阻燃性,降低潛在風(fēng)險也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重點。

 

圖2 綿綸熔滴導(dǎo)致火災(zāi)擴(kuò)大

 

目前,綿綸纖維阻燃性的提升主要可從兩方面進(jìn)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(huán)保的優(yōu)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(yīng)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(wěn)定性優(yōu)于綿綸纖維;熔融溫度略低于紡絲溫度;分解溫度遠(yuǎn)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(qiáng)力和耐洗性,并影響其外觀及手感。

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

②非反應(yīng)型,該類方式將阻燃劑通過吸附沉積、非極性范德華力結(jié)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(jié)合的方式,因此阻燃成分很難滲入綿綸纖維內(nèi)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(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展與科技水平的進(jìn)步,阻燃綿綸纖維織物的研究也必將取得更多突破性的進(jìn)展,未來的趨勢將主要集中于無鹵環(huán)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(fā)。