纺织品的燃烧过程
(1)加热(heating)——热量从火源传递到纺织品;
(2)热裂解(pyrolysis)——纺织品受热开始分解;
(3)挥发(volatiligation)——热分解化合物的扩散及对流;
(4)氧化(oxidigation)——热分解产物与大气中的氧发生反应(产生光和热)。
纺织品燃烧过程
纺织品的阻燃机理
阻燃是指降低纺织品在火焰中的可燃性,减缓火焰蔓延速度,当火焰移去后,纺织品能很快自熄,减少燃烧。根据生产过程及阻燃剂的引入方法,纺织品的阻燃机理可以归纳为以下6类。
阻燃纺织品的分类
阻燃纺织品是指由阻燃纤维制成的纺织品或纺织品经过阻燃整理后,不同程度的降低了可燃性,在燃烧过程中能显著延缓其燃烧速率,并在离开火源后能迅速自熄,且较少释放有毒烟雾,从而具有不易燃烧性能的纺织品。阻燃纺织品可分为阻燃纤维和阻燃织物(即织物后整理)。
阻燃纤维分为本质阻燃纤维与改性阻燃纤维两类。本质阻燃纤维的阻燃性能源自纤维本身,如芳纶在接触明火时会膨胀并增厚,从而在热源和穿戴者皮肤之间形成一道防护屏障。改性阻燃纤维则是在不具备阻燃性能的聚合物中加入少量阻燃剂,通过共混、共聚、接枝、辐射交联等方法制成具有阻燃性能的纤维。常见的阻燃纤维如表中所示。
阻燃纤维分类
与阻燃纤维的生产相比,阻燃整理灵活性大,可根据产品最终使用要求来赋予织物阻燃性,并可与防水、抗菌、抗静电等其他整理结合进行多功能整理,工艺简单。按照阻燃效果的耐洗程度可将阻燃纺织品分为暂时性阻燃纺织品(水洗后失去阻燃性能)、半耐久性阻燃纺织品(阻燃效果能耐1~15次温和洗涤)、耐久性阻燃纺织品(阻燃效果能耐50~200次皂洗)。
未阻燃处理和阻燃处理织物燃烧对比图
纺织品常用阻燃剂
有阻燃作用的元素在周期表的第三主族、第五主族、第六主族、第七主族,镁、钡、锌、锡、钛、铁、锆和钼的化合物也有所应用。纺织品常用的阻燃剂按所含元素分为以下3类:
近几年,还出现了一些新型阻燃方法,例如纳米阻燃技术,可将纳米炭黑以熔融共混法应用到涤纶中,可有效改善涤纶的阻燃性。此外还有微胶囊阻燃、超细化、表面改性、大分子技术等各类新型阻燃技术。未来这些阻燃方法将会被广泛的应用到服装、室内装饰、交通运输、防护及工业用纺织品。
部分阻燃纺织品企业及其产品
(1)杜邦
在阻燃纤维方面,杜邦的Nomex®和Protera®产品在全球处于领先地位。杜邦研制的Tychem®ThermoPro阻燃防护服,将杜邦TM Nomex®品牌纤维的高性能阻燃防护融为一体,可为使用者提供全方位的保护。
杜邦Nomex面料
(2)东丽集团
东丽推出的新型功能面料GULFENG®是一款具有阻燃性和防火性的非织造织物,其暴露在明火中时,不会开裂或开口,可有效防止火势蔓延。
GULFENG®阻燃面料
(3)兰精集团
兰精集团推出了阻燃纤维LenzingTM FR,此纤维由天然原料制成,在其横断面植入阻燃介质,从而确保了内在的阻燃防护,可以在不同应用领域提供隔热、阻燃防护。
LenzingTM FR制成的防护服
(4)烟台泰和新材料股份有限公司
泰和新材开发的本质阻燃纤维泰美达®间位芳纶具有良好的热稳定性,可在-196~204℃环境中长期使用,可耐受300℃高温冲击,被广泛应用于消防灭火服、阻燃训练服等防护服装。
泰美达®间位芳纶本白短纤
(5)北京邦维普泰防护纺织有限公司
邦维开发了一系列本质阻燃纺织品,如芳纶/棉阻燃面料、芳纶阻燃面料、Qualimax棉系阻燃面料、腈氯纶/棉阻燃面料等。其推出的新型高强热膨胀灭火防护服组合面料采用双丝登®II外层、芳纶毡覆PTFE膜防水层和阻燃双丝棉,具备优异的防护性能。
邦维新型轻薄消防员灭火防护服组合面料
(6)北京赛欧兰阻燃纤维有限公司
赛欧兰研发的SOL FR®新型阻燃再生纤维素纤维,具有高阻燃性能、废弃降解后对环境无害等优良性能。其通过将纤维素溶液和新型硅氮系阻燃剂经共混接枝反应后,再经过纺丝凝固再生而成。
SOL FR®新型阻燃再生纤维素纤维