涤棉混纺织物阻燃剂PN-1与PN-2阻燃性能的较量
涤棉混纺
织物阻燃剂PN-1与PN-2阻燃性能的较量
前言
涤棉混纺织物由于服用性能优良和结实耐用，，深受消耗者接待，，然而，，由于它们易于燃烧造成火灾事故，，并导致重大损失，，因此阻燃整理的研究受到普遍关注［1］。。 。。。至今为止，，人们发明对涤棉织物的阻燃远比对其中任一组份的阻燃要难题。。 。。。其原因主要有：，，由于棉是一种不熔融不缩短的易燃性纤维，，当涤棉制品燃烧时，，棉纤维爆发炭化，，对涤纶起了一种类似乎烛芯的支架作用，，从而阻碍了涤纶的熔滴脱离火源 ；；；；；第二，，涤纶和棉两种聚合物或它们的裂解产品的相互热诱导，，加速了裂解产品的溢出，，因此涤棉织物的着迅速度比纯涤纶和纯棉要快得多 ；；；；；第三，，在燃烧历程中，，阻燃剂能在涤和棉二种组分间迁徙。。 。。。因此，，也给涤棉织物的阻燃带来了难题。。 。。。同时，，涤棉混纺织物受热时，，受热熔融的涤纶组份会笼罩在涤纤维外貌，，而涤纤维及其裂解天生的炭会形成骨架，，阻止织物缩短，，致使熔融的涤纶成为着火区的一种燃料，，使织物燃烧越发强烈［2］。。 。。。
因此，，要降低涤棉混纺物的可燃性，，要做到以下几点：(1)混纺织物中每一组份都举行阻燃化。。 。。。(2)混纺织物阻燃整理时，，接纳各自合适的阻燃剂，，其中作用好能互补或互不滋扰。。 。。。(3)消除骨价效应和两组份的滋扰作用。。 。。。
磷氮系阻燃剂在纯棉织物上是有用的阻燃剂之一，，同时，，由于磷氮二者之间的协同效应，，使其在涤棉混纺织物的应用上也有很大的生长。。 。。。本文接纳四羟甲基氯化磷(THPC)与酰胺类化合物和氨反映，，形成了一种溶于水的预缩体作为阻燃剂PN-1和PN-2。。 。。。阻燃剂PN-1和PN-2是使用了磷氮阻燃系统对纤维素纤维的固相阻燃有显着的协效作用。。 。。。由于含氮化合物的加入可镌汰磷系阻燃剂的用量，，提高了阻燃效果。。 。。。同时，，氮与磷会首先形成磷酰胺类结构，，然后天生P-N键，，这样可增强与纤维伯羟基爆发磷� ；；；；；姆从衬芰�，，抑制了左旋葡萄糖的天生。。 。。。当织物引燃后，，阻燃聚合物中的磷，，便与空气中的氧起反映，，天生五氧化二磷(P2O5)，，五氧化二磷是一种强脱水剂，，能从纤维中夺出水分子，，五氧化二磷遇到水后，，就天生了聚磷酸，，聚磷酸将会把纤维中的水继续除去，，现实上是把纤维素还原成为不燃的炭，，同时聚磷酸也很容易包覆在纤维的外面，，从而抑制与氧的反映，，阻止天生可燃性气体一氧化碳。。 。。。当棉纤维炭化后，，相当于炭纤维，，它就成为合成纤维的骨架，，合成纤维漫衍在炭纤维中心，，此时合成纤维大部分也随着纤维炭化而无法燃烧，，效果便阻止了织物的燃烧.｛3｝。。 。。。
本文主要就阻燃剂PN—1和PN—2对涤棉混纺织物的阻燃性能和整理条件举行了较量研究。。 。。。
1.实验质料与要领
1.1实验质料
1.1.1阻燃剂
涤棉混纺织物阻燃剂PN—1与PN—2(自制)。。 。。。
1.1.2助剂
有机硅柔软剂SR，，JFC渗透剂等，，助剂均为工业级。。 。。。
1.1.3试剂
甲醛，，尿素，，三聚氰胺，，三乙醇胺，，NaOH，，H2O2，，Na2SiO3，，NaAc，，Na2CO3等，，试剂均为市售AR和CP级。。 。。。
1.1.4织物
试验用织物均为65/35涤棉平布，，规格45s×45s，，110×76，，经退浆，，煮练和漂白处理。。 。。。
1.2织物阻燃整理工艺历程
事情液组成：PN，，TMM，，尿素，，NaAC，，柔软剂等。。 。。。
工艺流程：二浸二轧(轧液率75%-80%)→焙烘(150℃／4min)→氧化(0.1%H2O2，，0.02%NaOH，，40℃)→皂洗(2g/1NA2CO3，，4g/1肥皂)→水洗→烘干。。 。。。
1.3主要测试要领：
织物性能指标均在温度20±2℃，，相对湿度65±5％的条件下，，平衡24小时后测试。。 。。。
1.3.1阻燃性能：笔直织物阻燃性能测试仪。。 。。。包括：损毁长度，，余燃时间，，阴燃时间等.
1.3.2断裂强度：YG026－250型织物强力仪
1.3.3撕破强度：Elmendorf法.
2.实验效果剖析
2.1PN-1与PN-2阻燃剂结构较量
阻燃剂PN-1和PN-2的可能结构为：
表1为阻燃剂PN-1与PN-2分子结构中氮磷元素的含量情形。。 。。。表1数据批注，，阻燃剂PN-1与PN-2的P／N之比约莫相等。。 。。。这说明它们的氮磷协同效应大致相同，，都能与涤棉混纺织物形成网状结构.［4］。。 。。。PN-2的磷含量高于PN-1。。 。。。但其分子的单位结构比PN-1小，，易透入到纤维内部。。 。。。使织物的增重较大 ；；；；；而PN-1分子的单位结构大，，容易固着在纤维上，，使织物阻燃后的损毁长度要比PN-2低。。 。。。
表1：阻燃剂PN-1与PN-2中的氮磷元素含量
2.2阻燃事情液中主要成份对织物阻燃性能的影响
2.2.1阻燃剂PN-1，，PN-2用量对阻燃性能的影响
一般在整理历程中阻燃剂的用量越多，，即在织物上的含量越大，，则织物的阻燃性能越好。。 。。。
注：处理条件PN-1TMM用量3.0%，，尿素1.0% ；；；；；
PN-TMM用量5～6%，，尿素3%。。 。。。
由图1可见随着阻燃剂PN-1和PN-2的浓度提高。。 。。。其损毁长度都下降，，而织物增重却上升。。 。。。对PN-1来说，，当阻燃剂浓度为35％时，，其损毁长度和织物增重划分抵达一定值，，以后随着浓度进一步提高，，损毁长度和织物增重也没什么转变。。 。。。而对PN-2来说，，当阻燃剂浓度为23%时，，其损毁长度和织物增重就不再转变。。 。。。由于PN-1的单位结构要比PN-2大，，渗透较难，，用量要比PN-2大，，以致损毁长度比PN-2低 ；；；；；而PN-2易渗透，，虽阻燃剂用量比PN-1低，，除在处理浴中，，TMM和尿素的用量均高于PN-1外，，可能PN-2的反映性也较生动，，导致织物增主要高于PN-1。。 。。。同时在相同的用量情形下，，阻燃剂PN-1处理后的涤棉混纺织物，，其织物增重和损毁长度均要低于PN-2。。 。。。另外由图1(a)和(b)可见，，当阻燃剂PN-1和PN-2的用量划分在35%和25%时，，织物增重的提高和损毁长度的下降逐渐趋向平衡。。 。。。因此，，用此浓度处理后的涤棉织物均能获得优异的阻燃效果。。 。。。
2.2.2TMM树脂浓度对PN-1和PN-2阻燃剂的阻燃效果影响
TMM树脂由于能与阻燃剂PN-1和PN-2反映，，形成网状的聚合物固着在纤维上，，从而提高了阻燃整理织物的耐洗性能，，但用量须适当控制。。 。。。PN-1和PN-2阻燃剂与TMM可能反映机理如下.［5］：
图2(a)和(b)是在差别TMM浓度下涤棉混纺织物经PN-1和PN-2阻燃剂整理后的增重和损毁长度转变。。 。。。
从图2可知，，TMM用量较低时，，织物的阻燃效果很差。。 。。。随着TMM用量的逐渐提高，，经阻燃剂PN-2和PN-2整理后的涤棉混纺织物，，其增重、阻燃性能和耐洗涤性也随之提高。。 。。。但当TMM用量太多时，，织物的手感变硬，，机械性能下降。。 。。。对PN-1而言，，较量适当的TMM浓度应选择在3％－4%，，而对PN-2来说，，TMM浓度应选择在5%-6%之间。。 。。。
2.2.3尿素及柔软剂的作用
尿素结构中含有高量的氮元素，，能与阻燃剂PN-1和PN-2中的磷元素起协调作用，，从而提高织物阻燃性能与降低阻燃剂的用量。。 。。。但尿素加入的量应与阻燃剂的用量相顺应。。 。。。图3为尿素用量对阻燃剂PN-1和PN-2的阻燃性能影响。。 。。。FL)
从图3(a)和(b)可知，，PN-1的尿素用量应选择在1%-2%之间，，而PN-2的尿素用量应选择在3%左右。。 。。。
为了改善阻燃产品的柔软性，，须添加适量的柔软剂。。 。。。但在阻燃整理中，，阻燃剂的加入往往会降低阻燃织物的阻燃性，，故应控制其种类和用量。。 。。。通常选用的柔软剂是有机硅类，，一般来说，，阻燃剂PN-1整理时，，柔软剂的用量应在0.5%～2%之间，，而PN-2整理时的柔软剂用量为1%，，此时整理后的织物手感较好，，对阻燃性能也无显着的影响。。 。。。
2.2.4焙烘条件和氧化对阻燃效果的影响
阻燃剂PN-1，，PN-2与TMM树脂和纤维反映完全，，能提高阻燃整理织物的阻燃性能，，故而焙烘条件的控制相当主要。。 。。。图4为阻燃剂PN-1和PN-2处理涤棉织物时的焙烘温度和焙烘时间对织物损毁长度的影响。。 。。。
图4焙烘时间和培烘温度对阻燃剂处理织物的损毁长度
注：处理条件PN-1用量35%，，TMM3%—4%，，尿素1% ；；；；；PN—2用量25%，，TMM5%—6%，，尿素3%
从图4可知，，随着焙烘时间的延伸，，由于阻燃剂，，TMM等与织物的反映水平提高，，织物的损毁长度均逐渐下降。。 。。。但时间过长，，会使织物变脆和手感发硬。。 。。。因此，，时间不可过长，，而在相同的焙烘时间下，，在140℃焙烘时，，由于温度太低，，阻燃剂与TMM和纤维反映不敷完全，，耐洗性较差，，影响织物的阻燃性能。。 。。。当焙烘温度大于160℃时，，反映能力增添，，阻燃性能好，，但会陪同着织物的断裂强度下降，，手感变硬。。 。。。因而焙烘时间应与焙烘温度相顺应，，即焙烘温度不可过多，，时间不宜过长。。 。。。阻燃剂PN-1和PN-2较量相宜的焙烘为：温度150℃，，时间3～4分钟 ；；；；；
焙烘后，，经适度的氧化水洗，，能将阻燃聚合物中可能含有的低价状态的磷所有氧化成＋5价高价磷，，并均能提高阻燃剂PN-1和PN-2处理后织物的阻燃性能和耐洗性。。 。。。
2.3阻燃剂PN-1和PN-2处理涤棉混纺织物的阻燃效果较量
表2为涤棉混纺织物经阻燃剂PN-1和PN-2处理后其种种性能情形。。 。。。从表2中可知，，经阻燃剂PN-1和PN-2处理织物后，，它们的余燃时间和阴燃时间皆为0。。 。。。这说明磷氮阻燃剂具有优异的协同效应。。 。。。由于PN-2分子结构的单位相对较小，，它的渗透性好，，容易透入纤维内部，，因此易与织物天生聚合物。。 。。。而PN-1处理织物其用量高于PN-2，，但损毁长度要比PN-2低。。 。。。在TMM和尿素用量均低于PN-2的情形下，，织物的增主要比PN-2小，，这批注可能其阻燃剂主要附着在纤维外貌。。 。。。另外阻燃剂PN-1和PN-2经20次洗涤后，，其损毁长度和织物的增重都转变不大。。 。。。这也反映出它们具有优异的耐洗性。。 。。。
用阻燃剂PN-1和PN-2处理织物后，，其断裂强度，，撕破强度，，手感均下降未几，，尤其是手感。。 。。。由于用这二种阻燃剂处理织物后的织物增重均小于30%，，因此织物处理后的手感转变不大。。 。。。其中用PN-2处理织物后机械性能和手感均要好于PN-1。。 。。。这是由于PN-1的结构要比PN-2大，，容易与织物生因素子量较大的网状结构的聚合物。。 。。。而PN-2分子量较PN-1小，，易透入纤维内部，，天生聚合物，，故其机械性能和手感均比PN-1好。。 。。。
表2阻燃剂PN-1和PN-2处理织物后阻燃综合效果较量
3.结论
1.使用THPC与酰胺类化合物和氨反映，，天生的阻燃剂PN-1，，PN-2具有磷、氮协同效应，，能提高阻燃效果。。 。。。其中PN-2的含磷和含氮量要高于PN-1。。 。。。
2.阻燃剂PN-1和PN-2处理涤棉混纺织物皆能取得较好的阻燃效果。。 。。。阻燃剂PN-1分子的单位结构比PN-2大，，容易在织物上生因素子量较大的网状结构的聚合物。。 。。。而PN-2分子的单位结构相对较小，，渗透性好，，容易透入到纤维内部天生聚合物。。 。。。因此在本实验条件下，，用阻燃剂PN-1和PN-2处理织物，，PN-1的损毁长度和织物增要低于PN-2，，而PN-2的断裂强度，，撕破强度及手感均要好于PN-1。。 。。。vIZ7DxRvP
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