海藻酸鈣纖維混紡織物阻燃性能研究

楊 琳

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

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海藻酸鈣纖維混紡織物阻燃性能研究

楊 琳1,2

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

為研究海藻酸鈣纖維和阻燃粘膠纖維混紡織物的阻燃性能，將兩種纖維制成同一號數(shù)的細紗并按不同混紡比制成織物，采用極限氧指數(shù)法和垂直法測試織物的阻燃性能。通過比較分析實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：純紡阻燃粘膠纖維織物的極限氧指數(shù)為28.3%，純紡海藻酸鈣纖維織物的極限氧指數(shù)為32.7%；各類織物中，純紡阻燃粘膠纖維織物阻燃性能最差，隨著海藻酸鈣纖維含量的增加，混紡織物阻燃性能變好，純紡海藻酸鈣纖維織物阻燃性能最好；當阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，既能保證織物具有較好的阻燃性能，也可降低成本。

阻燃粘膠纖維；海藻酸鈣纖維；混紡織物；阻燃性能

日常生活使用的各類纖維制品都是易燃或可燃的,具有一定的消防隱患。據(jù)統(tǒng)計，全世界近一半的火災(zāi)是由紡織品失火引起的[1-2]。因此，世界各國高度重視阻燃紡織品的研發(fā)。阻燃粘膠纖維化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，成本較低，無污染，應(yīng)用廣泛，具有良好的阻燃性能[3]。海藻酸鈣纖維系新型高性能綠色纖維，除了具有良好的吸濕性、生物相容性和可生物降解性[4],無需添加阻燃劑就具有優(yōu)異的阻燃性能[5]，但其成本較高。本文將阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維制成不同混紡比的紗線，再織成組織和密度相同的平紋織物，并對不同混紡比紗線制成織物的阻燃性能測試分析[6]。最終得到混紡織物混紡比與阻燃性能之間的關(guān)系,為開發(fā)阻燃性能更優(yōu)異、服用性能更好、成本低廉的混紡阻燃織物提供一定的參考。

1 試驗樣品、試驗儀器及試驗方法

1.1 試驗樣品

本實驗采用吉林化纖股份有限公司生產(chǎn)的1.67 dtex×38 mm磷系共混阻燃粘膠纖維和青島明月海藻集團生產(chǎn)的1.67 dtex×38 mm海藻酸鈣纖維，混紡制成18.5 tex的細紗，細紗捻系數(shù)300。為了系統(tǒng)觀察紗線阻燃性能與混紡比的關(guān)系，共設(shè)計了A、B、C、D、E、F6種不同混紡比的紗線。

將6種不同混紡比的紗線織成組織和密度相同的平紋組織，各混紡比混紡織物的基本規(guī)格如表1所示。

表1 阻燃粘膠纖維與海藻酸鈣纖維混紡織物的基本規(guī)格

1.2 試驗儀器及試驗方法

1.2.1 極限氧指數(shù)法

參照《GB/T 5454-1997紡織品 燃燒性能試驗 氧指數(shù)法》，使用LFY-605自動氧指數(shù)測定儀進行測試。將各混紡比織物裁剪成尺寸為150 mm×58 mm的試樣，經(jīng)緯向各15塊。放置在20 ℃±2 ℃，相對濕度65%±3%的環(huán)境下平衡24 h后，取出放入密封容器內(nèi)待測。

1.2.2 垂直法

參照《GB/T 5454-2014紡織品 燃燒性能試驗 垂直法》(條件A)，使用LFY-601垂直法織物阻燃性能測試儀。將各混紡比織物裁剪成尺寸為300 mm×80 mm的試樣，經(jīng)緯向各5塊。放置在20 ℃±2 ℃，相對濕度65%±3%的環(huán)境下平衡24 h后，取出放入密封容器內(nèi)待測。重錘質(zhì)量為226.8 g。

2 試驗結(jié)果與分析

由于試驗過程中不同混紡比織物的經(jīng)、緯向燃燒情況基本相同，因此只做經(jīng)向試驗結(jié)果比對。

2.1 極限氧指數(shù)

阻燃粘膠纖維與海藻酸鈣纖維混紡織物的極限氧指數(shù)測試結(jié)果見圖1、表2。

圖1 阻燃粘膠纖維與海藻酸鈣纖維混紡織物氧指數(shù)測試結(jié)果

試樣ABCDEF極限氧指數(shù)(%)28.328.929.630.831.132.7

從圖1可以看出，隨著海藻酸鈣纖維含量的增加混紡織物的極限氧指數(shù)呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，這表明要提高混紡織物的阻燃性能需要增加海藻酸鈣纖維的含量。由于目前沒有國家標準明確規(guī)定易燃、可燃、難燃、不燃紡織品的極限氧指數(shù)范圍，因此通常情況下將紡織品分為易燃(LOI<20%)、可燃(LOI=20%～26%)、難燃(LOI=26%～34%)和不燃(LOI>35%)四個等級。從表2可以看出，不同混紡比織物的極限氧指數(shù)全部都在27%以上，全部屬于難燃織物；A為阻燃粘膠纖維純紡織物，說明阻燃粘膠纖維純紡織物的極限氧指數(shù)為28.3%，F(xiàn)為海藻酸鈣纖維純紡織物，說明海藻酸鈣纖維純紡織物的極限氧指數(shù)為32.7%。同時，D、E的極限氧指數(shù)較大，且比較接近，都在30%以上，說明D、E阻燃性能相比其他混紡樣品更好，D為阻燃粘膠纖維/海藻酸鈣纖維(40/60)的混紡織物,E為阻燃粘膠纖維/海藻酸鈣纖維(20/80)的混紡織物，從節(jié)約成本并保證織物阻燃性能的角度考慮，D的混紡比最優(yōu)。

2.2 垂直法

阻燃粘膠纖維與海藻酸鈣纖維混紡織物垂直法測試結(jié)果見表3。

從表3可以看出，混紡織物的損毀長度都小于150 mm，續(xù)燃時間、陰燃時間全部小于5 s，混紡織物的阻燃性能都達到了《GB/T 17591—2006 阻燃織物》中阻燃防護用織物的要求，但隨著海藻酸鈣纖維含量的增大，混紡織物的損毀長度、燒焦面積都逐漸減小。這表明雖然這6種織物都具有良好的阻燃性能，但隨著海藻酸鈣纖維含量的增大，混紡織物的阻燃性能逐漸變好。其中F的阻燃性能最好，A的阻燃性能最差，這表明阻燃粘膠纖維的阻燃性能比海藻酸鈣纖維的阻燃性能差。從表3還可看出，混紡織物中E的損毀長度最小，D的損毀長度與E基本相同，且二者的續(xù)燃時間、陰燃時間都為0，燃燒現(xiàn)象基本相同，說明D、E的阻燃性能十分接近，且都要優(yōu)于其余混紡織物，但D相對E成本較低，表明D阻燃粘膠纖維/海藻酸鈣纖維(40/60)的混紡比最優(yōu)。

表3 阻燃粘膠纖維與海藻酸鈣纖維混紡織物垂直法測試結(jié)果

3 結(jié)論

3.1 純阻燃粘膠纖維織物的極限氧指數(shù)為28.3%，純海藻酸鈣纖維織物的極限氧指數(shù)為32.7%，二者都為難燃紡織品。純紡海藻酸鈣纖維織物的阻燃性能最好，海藻酸鈣纖維的阻燃性能要優(yōu)于阻燃粘膠纖維。阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，混紡織物的極限氧指數(shù)為30.8%。

3.2 垂直法燃燒試驗表明：隨著海藻酸鈣纖維含量的增加，混紡織物的損毀長度變小，阻燃性能變好。當阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，混紡織物的損毀長度、續(xù)燃時間、陰燃時間較好。

3.3 當阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，混紡織物的極限氧指數(shù)較高，阻燃性能較好，同時降低了成本，為開發(fā)阻燃性能優(yōu)異、服用性能更好、成本低廉的混紡阻燃織物提供一定的參考。

[1] 喬欣.紡織品阻燃性能測試[J].非織造布,2010,18(2):23—26.

[2] 張洪坤.紡織品阻燃綜述[J].印染助劑，2009,26(2)：7—11,15.

[3] 紀芳，王萬秀，高魯青.芳綸與阻燃粘膠纖維混紡織物的開發(fā)[J].棉紡織技術(shù) 2004(03)：57—58.

[4] 展義臻,朱平,趙雪,等.海藻酸纖維醫(yī)用敷料的制備及開發(fā)[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品, 2007(8): 39—44.

[5] 姜麗萍,孔慶山,王兵兵,等.海藻酸鈣纖維的制備及阻燃性能研究[J].2008年全國阻燃學(xué)術(shù)年會論文集,2008:112—118.

[6] 陶愛玲,趙書林.芳綸1414與棉混紡織物的阻燃性研究[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2012,31(1):25—27.

Flame-retardant Performances of Calcium Alginate Fiber Blended Fabric

YangLin1,2

(1.Shandong Textile Research Institute, Qingdao 266032,China; 2.Shandong Provincial Key Laboratory of Special Textiles Processing Technology, Qingdao 266032,China)

In order to study the flame retardant performance of flame retardant viscose and calcium alginate fibers blended fabric, the two kinds of fibers were made fabric according to the different blending ratio. Oxygen index method and vertical method were used to test flame retardant performance of the different blended fabric. It shows that LOI of pure flame retardant viscose spinning fabric is 28.3%, LOI of pure calcium alginate fibers spinning fabric is 32.7%. Flame retardant performance of pure flame retardant viscose spinning fabrics is wore. With the increase of the content of calcium alginate fibers, the flame retardant performance of blended fabric get better. The flame retardant performance of pure calcium alginate fibers spinning fabric is better. When the blending ratio of flame retardant viscose and calcium alginate fibers is 40/60, it not only ensures the fabric excellent flame retardant performance, but also reduces the cost.

flame retardant viscose; calcium alginate fibers; blending fabrics; flame-retardant performances

2017-03-12

楊 琳(1986—)，男，山東青島人，工程師。

TS101.92+3.9

A

1009-3028(2017)03-0008-03