阻燃整理技術在棉織物上的應用

丁 帥

(1.山東省紡織科學研究院，青島，266032;2.山東省特種紡織品加工技術重點實驗室，青島，266032)

阻燃整理技術在棉織物上的應用

丁 帥1，2

(1.山東省紡織科學研究院，青島，266032;2.山東省特種紡織品加工技術重點實驗室，青島，266032)

介紹了棉布的阻燃整理，通過比較不同比例的化學整理劑二氧化鋯和黏合劑以不同方式混合后的整理效果，確定最佳數值。

阻燃整理，二氧化鋯，黏合劑

現在，紡織品的應用已經從傳統意義上的服裝、家居用品像窗簾、被罩等方面擴大到了工業上，隨之而來的是越來越高的特殊整理要求。本文將詳細介紹紡織品的防火整理。

通過織布機織出來的布是灰白色的，要通過很多不同的工藝，整理就是其中一項。整理可以讓布表面更加美觀，也可以根據一些特殊的目的使布具有一定的功能性。防火整理就是為了保護穿衣者不被或是盡量少被大火傷害。許多科學家和專業機構都強調了防火紡織材料的重要性，美國材料與試驗協會(ASTM)設定了防火材料的標準。許多國家政府也通過立法來提高公眾對于控制火災的意識，鼓勵在家中和工作環境中使用防火材料。防火整理已經被越來越廣泛地應用，下面我們來研究一下防火整理在棉織物上的應用［1］。

1 材料和方法

1.1 材料

100%絲光棉布、化學阻燃劑二氧化鋯和兩種黏合劑:聚乙烯醇(PVA)和液態氮化硅(SLN)。

1.2 測試方法［2］

首先將質量濃度為12%的二氧化鋯和質量濃度為5%的黏合劑SLN以1∶40的比例溶于水，棉布在液體中懸掛5 min后在室溫和50 Pa的壓力下用軋染機的軋—烘—焙工藝碾平。然后棉布水平鋪在草地上，在陽光下晾干。這就是所謂的“浸一下，軋一下”。即先在懸浮液中浸泡，然后在軋染機中軋一下。同理還要進行“浸兩下，軋一下”工藝(即讓棉布在懸浮液中浸泡兩次，只在軋染機中通過一次)和“浸三下，軋一下”。在這些過程中，通過制成不同比例的化學整理液，分別測試、記錄、比較它們的整理數據，從而得出結論。按照步驟首先將質量濃度為12%的化學整理液二氧化鋯與質量濃度為5%的PVA和5%的SLN分別混合，再將質量濃度為15%的化學整理液二氧化鋯與質量濃度為5%的PVA和5%的SLN分別混合，再將質量濃度為12%的化學整理液二氧化鋯與PVA和SLN各2.5%混合，最后將質量濃度為15%的化學整理液二氧化鋯與質量濃度各為2.5%的PVA和SLN混合。

應用阻燃整理劑前后的結構參數的測量結果有以下三種:①織物經緯支數。②單位面積質量。任取25 cm2的織物，分別測量它們的質量。③體積密度。單位是克/立方厘米(g/cm3)。

2 數據分析

在這項研究中，兩種黏合劑聚乙烯醇(PVA)和液態氮化硅(SLN)與二氧化鋯共同混合或者分別混合。織物以“三浸”的方式進行阻燃整理，并分析了整理后的結構參數。

2.1 不同比例的二氧化鋯與5%的PVA和5%的SLN分別混合的整理效果

測試數據見表1。

表1 棉布經阻燃整理后的結構參數(以下為質量百分比)

2.1.1 線密度

從表1中可以很明顯的看出，所選棉布的經紗線密度是7.9 tex。當濃度為12%的化學整理液二氧化鋯和濃度為5%的黏合劑SLN一起應用時，浸一次后經紗線密度是7.9 tex，浸兩次和三次后，經紗線密度都是7.8 tex。當同樣的化學整理液二氧化鋯和濃度為5%的黏合劑PVA一起應用時，浸一次后經紗線密度是7.8 tex，浸兩次和三次后，經紗線密度都是7.7 tex。而當濃度為15%的化學整理液二氧化鋯和濃度為5%的黏合劑SLN一起應用時，經紗線密度是相同的，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果都是7.7 tex。但當同樣的化學整理液二氧化鋯和濃度為5%的黏合劑PVA一起應用時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果就都是7.6 tex了。

從表1可以看出，所選棉布的緯紗線密度是7.6 tex。當濃度為12%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應用時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果都是一樣的。當同樣的濃度為12%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應用時，浸一次，浸兩次后的緯紗線密度都是7.5 tex，浸三次后的結果是7.4 tex。當濃度為15%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應用時，浸一次，浸兩次后的結果是7.4 tex，浸三次后的結果是7.3 tex。當濃度為15%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應用時，浸一次，浸三次后的結果都是7.4 tex。

2.1.2 織物面密度

從表1可以看出，原來織物是216 g/m2，當12%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應用時，浸一次后的結果是237.0 g/m2，浸兩次后是 244.0 g/m2，浸三次后就增加到了250.0 g/m2。當同樣的12%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應用時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果分別是 279.0、313.6 和323.0 g/m2;當15%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應用時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果分別是256.0、300.0 和305.0 g/m2。當同樣的15%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應用時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果分別是 333.0、350.0 和 373.0 g/m2。織物重量的增加是因為使用了整理劑，當整理劑的種類增加時，織物重量也增加。

2.1.3 體積密度

從表1可以看出，織物原來的體積密度是0.25 g/cm3，當12%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑SLN一起應用時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果分別是 0.27、0.29 和 0.30 g/cm3;當12%的化學整理液二氧化鋯和5%的黏合劑PVA一起應用時，浸一次，浸兩次的結果都是0.31 g/cm3，浸三次后的結果是0.32 g/cm3。當棉布被當15%的二氧化鋯和5%的黏合劑SLN混合整理液整理時，浸三次后的結果都是0.30 g/cm3;當混合整理液是15%的二氧化鋯和5%的黏合劑PVA時，浸一次后的結果是0.32 g/cm3，浸兩次后的結果是0.33 g/cm3，浸三次和浸兩次后的結果一樣。所以可以看出，體積密度和重量有關，當重量增加時，體積密度也增加［3］。

2.2 不同比例的二氧化鋯與PVA和SLN各2.5%混合后的整理效果

測試數據見表2。

2.2.1 線密度

從表2中可以看出，所選棉布的經紗線密度是7.9 tex。當化學整理液二氧化鋯為濃度為12%時，仍保持在7.9 tex，但是浸兩次后就變成7.8 tex，浸三次后就變成7.7 tex。當化學整理液二氧化鋯為濃度為15%時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果都是7.7 tex。

表2 棉布經阻燃整理后的結構參數(整理液 +2.5%PVA+2.5%SLN)(以下為質量百分比)

這種變化趨勢同樣也適應于緯紗線密度。所選棉布的緯紗線密度是7.6 tex。當化學整理液二氧化鋯為12%時，浸一次后緯紗線密度減小為7.7 tex，但浸兩次，浸三次后都增加為7.5 tex。當化學整理液二氧化鋯為濃度為15%時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果都是7.4 tex。這是因為經紗和緯紗非常緊密地縱橫交錯的排列，當織物浸泡收縮后，線與線之間將排列的更加緊密。

2.2.2 織物面密度

從表2可以看出，原來織物是216 g/m2，當12%的化學整理液二氧化鋯和各2.5%的黏合劑SLN、PVA一起應用時，浸一次后的結果是268 g/m2，浸兩次后是278 g/m2，浸三次后就增加到了286 g/m2。當二氧化鋯變為15%時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果分別是294、314和339 g/m2。這是因為在整理過程中，相對于SLN，織物吸收了更多的PVA。

2.2.3 體積密度

從表2可以看出，織物原來的體積密度是0.25 g/cm3，當12%的化學整理液二氧化鋯和各2.5%的黏合劑SLN、PVA一起應用時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果分別是 0.292、0.303和0.311 g/cm3;當二氧化鋯變為15%時，浸一次，浸兩次，浸三次后的結果分別是 0.317、0.318和0.322 g/cm3。體積密度的增加是因為二氧化鋯濃度和浸次數的增加。

3 結論

當濃度為12%或者15%的化學整理液二氧化鋯分別和濃度為5%的黏合劑PVA、SLN混合使用時，織物的結構參數如線密度、織物面密度和體積密度都有所增加。當濃度為12%或者15%的化學整理液二氧化鋯和濃度各為2.5%的黏合劑SLN、PVA一起應用時，也有同樣的趨勢。

從整體來看，阻燃整理技術的發展還有很大的空間和空白，無論從事哪方面的阻燃研究，一定要本著環保、高效的原則，真正讓這項技術變成造福人類的綠色技術。

［1］劉紅玉，李戎，沈誠，等.阻燃整理技術最新進展［J］.印染助劑，2010，27(10):5-9.

［2］閻克路.染整工藝學教程［M］.第一分冊.北京:中國紡織出版社，2005:398.

［3］LECOEUR，VROMANB I，BOURBIGOT S，et al.Flame retardant for mulations for cotton［J］.Polymer Degradation and Stability，2001，74:487-492.

［4］王世琴，劉寶生，陳小平，等.均相催化氧化降解PVA的研究［J］.印染助劑，2010，27(4):13-15.

Fire retardant finish and its effect on cotton fabrics

Ding Shuai1，2
(1.Shandong Textile Science＆ Research Institute;2.Shandong Province Key Laboratory of Special Textile Process Technology)

s:This paper presented flame retardant finish of cotton fabrics，identified optimum data by blending different proportion fire retardant chemical and binder in different ways.

flame retardant finish，zirconium dioxide，binder

TS195

A

1004－7093(2011)10－0035－03

2011－04－29

丁帥，女，1978年生，工程師。主要從事紡織工程方面的工作。