阻燃整理對滌綸織物物理性能的影響

2011-01-19 10:23:20王冬青王彩霞畢曉云6607省紡織科學研究院6603

山東紡織科技 2011年6期

王冬青，田琳，焦真，王彩霞，畢曉云(.， 6607；.省紡織科學研究院， 6603)

滌綸紡織品已廣泛應用于人們的生活，而其極限氧指數(LOI)在21%左右，屬于可燃纖維，且在燃燒時會發生熔融和滴落現象，有潛在的火災危險[1]。因此,為了擴大其應用范圍,對其進行阻燃整理非常必要。對滌綸紡織品阻燃整理的研究中，鹵系阻燃劑曾因為其很好的阻燃效果而得到廣泛應用，但鹵系阻燃劑在使用和燃燒過程中存在二次污染，隨著人們環保意識的增強，鹵系阻燃劑已經逐漸被無鹵阻燃劑替代。磷系阻燃劑是一種目前使用范圍較廣的無鹵阻燃劑，主要分為有機磷系和無機磷系。本文中對滌綸織物進行阻燃整理的SFR-120與ABN兩種阻燃劑均為有機磷系阻燃劑。

1 阻燃整理工藝及試樣

1.1 試樣

滌綸原織物為28 tex/28 tex 476/270平紋織物。本文分別利用SFR-120與ABN兩種阻燃劑，采用浸壓法對滌綸織物進行阻燃整理。

阻燃后的織物與未整理織物基本參數見表1。

1.2 阻燃工藝

表1 試樣整理前后織物基本參數比較

阻燃劑由山東省染整技術開發公司提供。阻燃整理工藝流程如下：

1.2.1ABN整理

ABN 200 g/L

磷酸氫二鈉調pH=6.5

潤濕劑 0.4 g/L

施加工藝：溫室兩浸兩軋→預烘(110℃×2 min)→烘焙(200℃×2 min)

1.2.2SFR-120整理

SFR-120 250 g

水 1 000 g

施加工藝:溫室兩浸兩軋→預烘(120℃×2 min)→烘焙(180℃×2 min)

2 實驗儀器及測試方法

2.1 阻燃性能

儀器：LFY-605自動氧指數測定儀。按GB/T 5454—1997《紡織品燃燒性能測試氧指數法》。

2.2 斷裂拉伸性能

儀器：YG065電子織物強力儀。按GB/T 3923.1—1997《紡織品織物拉伸性能》斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法測試，經緯向各測5個試樣，取平均值。

2.3 撕破強力

儀器：YG065電子織物強力儀。按GB/T 3917.3—2009《紡織品織物撕破性能》梯形試樣撕破強力的測定測試。經緯向各取5個試樣，取平均值。

2.4 耐磨性

儀器：Y522織物耐磨儀。三種試樣分別進行5次實驗，加壓1000 g，摩擦300轉后，計算試樣重量損失率及耐磨指數。耐磨指數按公式(1)計算。

Ai=n/Δm

(1)

式中

Ai——耐磨指數，單位為次/mg；

n——總摩擦次數，單位為次；

m——試樣在總摩擦次數下的質量損失，單位為mg。

3 實驗結果與分析

3.1 阻燃性能

極限氧指數是指將試樣置于垂直的試驗條件下，在氧、氮混合氣流中，測定試樣剛好維持燃燒所需最低氧濃度。氧指數高表示材料不易燃燒，氧指數低表示材料容易燃燒，一般認為氧指數<22屬于易燃材料，氧指數在22～27之間屬可燃材料，氧指數>27屬難燃材料。氧指數大于27的織物有良好的阻燃效果，可用作阻燃織物。

滌綸纖維屬可燃纖維，極限氧指數約為21。由表2可知，經ABN和SFR-120兩種阻燃劑分別阻燃后，織物氧指數上升到36.2和32.6，阻燃效果明顯。其中阻燃劑ABN阻燃效果稍好于阻燃劑SFR-120。

表2 試樣整理前后織物極限氧指數比較

SFR-120的主要成分是磷氮復合型聚合物。磷系阻燃劑在燃燒時生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等 ,它們能使聚合物炭化形成炭膜[2]。氮系阻燃劑受熱易分解生成CO2、NH3、N2等不燃性氣體，這些氣體不僅能夠稀釋可燃物，而且有的氣體如N2還可捕捉自由基，從而達到阻燃的目的[3]。

ABN屬環籠狀磷酸酯阻燃劑，具有季戊四醇骨架的磷酸酯在聚合物燃燒時，能形成一層焦炭層保護膜，阻燃性能良好[4]。

3.2 斷裂拉伸性能

圖1為試樣整理前后織物的經向強力-伸長曲線，圖2為緯向強力-伸長曲線。表3為試樣整理前后織物斷裂拉伸性能比較。

表3 試樣整理前后織物斷裂拉伸性能比較

由表3可知，阻燃后織物較未阻燃織物經向強力無明顯變化；ABN阻燃織物經向伸長率比原織物高15%，SFR-120阻燃織物經向伸長率比原織物高5%。ABN阻燃織物緯向強力比原織物高13.7%，SFR-120阻燃織物緯向強力比原織物高7.7%；ABN阻燃織物緯向伸長率比原織物高14%，SFR-120阻燃織物緯向伸長率比原織物高6.3%。