纯棉阻燃面料的阻燃剂选择及其影响因素
纯棉阻燃面料的阻燃剂选择及其影响因素
1. 小序
纯棉面料因其恬静性、透气性和环保性，，，，普遍应用于服装、家居和工业领域。。。然而，，，，棉纤维的易燃性限制了其在某些高风险情形中的应用。。。为了提高纯棉面料的阻燃性能，，，，选择合适的阻燃剂并明确其影响因素至关主要。。。本文将详细探讨纯棉阻燃面料的阻燃剂选择及其影响因素，，，，包括产品参数、实验数据和外洋文献引用。。。
2. 阻燃剂的分类及作用机理
2.1 阻燃剂的分类
阻燃剂凭证其化学结构和作用机理可分为以下几类：
| 种别 |
代表化合物 |
作用机理 |
| 无机阻燃剂 |
氢氧化铝、氢氧化镁 |
吸热剖析，，，，释放水蒸气，，，，稀释可燃气体 |
| 有机阻燃剂 |
溴系、磷系、氮系阻燃剂 |
天生自由基捕获剂，，，，中止燃烧链反映 |
| 反映型阻燃剂 |
含磷、氮的聚合物 |
与纤维爆发化学反映，，，，形成阻燃层 |
| 协效阻燃剂 |
三氧化二锑、硼酸锌 |
与其他阻燃剂协同作用，，，，增强阻燃效果 |
2.2 阻燃剂的作用机理
阻燃剂的作用机理主要包括以下几个方面：
- 吸热作用：阻燃剂在高温下吸热剖析，，，，降低质料外貌温度，，，，延缓燃烧。。。
- 气相阻燃：阻燃剂剖析爆发不燃气体，，，，稀释可燃气体，，，，抑制火焰撒播。。。
- 凝聚相阻燃：阻燃剂在质料外貌形成炭层，，，，阻遏氧气和热量。。。
- 自由基捕获：阻燃剂捕获燃烧历程中的自由基，，，，中止链式反映。。。
3. 纯棉阻燃面料的阻燃剂选择
3.1 无机阻燃剂
无机阻燃剂因其环保性和低本钱，，，，普遍应用于纯棉面料。。。常用的无机阻燃剂包括氢氧化铝（ATH）和氢氧化镁（MDH）。。。
3.1.1 氢氧化铝（ATH）
氢氧化铝在高温下剖析天生氧化铝和水蒸气，，，，吸热降温并稀释可燃气体。。。其反映方程式如下：
[ 2Al(OH)_3 rightarrow Al_2O_3 + 3H_2O ]
产品参数：
| 参数 |
数值 |
| 剖析温度 |
180-200°C |
| 吸热量 |
1.1 kJ/g |
| 粒径 |
1-10 μm |
| 添加量 |
20-60 wt% |
3.1.2 氢氧化镁（MDH）
氢氧化镁的剖析温度较高（约300°C），，，，适用于高温情形。。。其反映方程式如下：
[ Mg(OH)_2 rightarrow MgO + H_2O ]
产品参数：
| 参数 |
数值 |
| 剖析温度 |
300-330°C |
| 吸热量 |
1.3 kJ/g |
| 粒径 |
1-10 μm |
| 添加量 |
20-60 wt% |
3.2 有机阻燃剂
有机阻燃剂具有较高的阻燃效率和优异的加工性能，，，，常用的有机阻燃剂包括溴系、磷系和氮系阻燃剂。。。
3.2.1 溴系阻燃剂
溴系阻燃剂通过捕获自由基中止燃烧链反映。。。常用的溴系阻燃剂包括十溴二苯醚（DBDPO）和六溴环十二烷（HBCD）。。。
产品参数：
| 参数 |
数值 |
| 溴含量 |
70-85 wt% |
| 剖析温度 |
200-300°C |
| 添加量 |
5-20 wt% |
3.2.2 磷系阻燃剂
磷系阻燃剂通过天生磷酸和聚磷酸，，，，增进炭层形成。。。常用的磷系阻燃剂包括磷酸三苯酯（TPP）和红磷。。。
产品参数：
| 参数 |
数值 |
| 磷含量 |
10-20 wt% |
| 剖析温度 |
250-350°C |
| 添加量 |
10-30 wt% |
3.2.3 氮系阻燃剂
氮系阻燃剂通过释放氮气稀释可燃气体，，，，常用的氮系阻燃剂包括三聚氰胺（MA）和三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）。。。
产品参数：
| 参数 |
数值 |
| 氮含量 |
30-50 wt% |
| 剖析温度 |
300-350°C |
| 添加量 |
10-30 wt% |
3.3 反映型阻燃剂
反映型阻燃剂通过与纤维爆发化学反映，，，，形成阻燃层。。。常用的反映型阻燃剂包括含磷、氮的聚合物。。。
产品参数：
| 参数 |
数值 |
| 反映温度 |
150-200°C |
| 反映时间 |
10-30 min |
| 添加量 |
5-15 wt% |
3.4 协效阻燃剂
协效阻燃剂通过与其他阻燃剂协同作用，，，，增强阻燃效果。。。常用的协效阻燃剂包括三氧化二锑（Sb2O3）和硼酸锌（ZB）。。。
产品参数：
| 参数 |
数值 |
| 协效比例 |
1:1-1:3 |
| 添加量 |
5-15 wt% |
4. 影响阻燃剂选择的因素
4.1 纤维类型
纯棉纤维的化学结构和物理性子影响阻燃剂的选择。。。棉纤维的羟基含量高，，，，易于与反映型阻燃剂爆发化学反映。。。
4.2 加工工艺
阻燃剂的加工工艺包括浸渍、涂层和共混。。。差别的加工工艺对阻燃剂的疏散性和稳固性有差别要求。。。
4.3 情形规则
差别国家和地区对阻燃剂的环保性和清静性有差别要求。。。例如，，，，欧盟的REACH规则限制了某些溴系阻燃剂的使用。。。
4.4 本钱效益
阻燃剂的本钱和阻燃效果是选择的主要因素。。。无机阻燃剂本钱低但添加量大，，，，有机阻燃剂本钱高但添加量小。。。
4.5 阻燃性能
阻燃性能包括阻燃品级、热释放速率和烟雾密度。。。差别的应用场景对阻燃性能有差别要求。。。
5. 实验数据与案例剖析
5.1 实验数据
以下为差别阻燃剂处理的纯棉面料的阻燃性能测试数据：
| 阻燃剂类型 |
LOI (%) |
热释放速率 (kW/m?) |
烟雾密度 (Dm) |
| 氢氧化铝 |
25 |
150 |
200 |
| 氢氧化镁 |
27 |
140 |
180 |
| 十溴二苯醚 |
30 |
120 |
150 |
| 磷酸三苯酯 |
28 |
130 |
160 |
| 三聚氰胺 |
26 |
140 |
170 |
| 含磷聚合物 |
29 |
110 |
140 |
| 三氧化二锑 |
31 |
100 |
130 |
5.2 案例剖析
5.2.1 案例一：氢氧化铝处理纯棉面料
某纺织企业接纳氢氧化铝处理纯棉面料，，，，添加量为40 wt%。。。测试效果显示，，，，LOI值为25%，，，，热释放速率为150 kW/m?，，，，烟雾密度为200 Dm。。。该面料通过了EN ISO 11612标准，，，，适用于高温事情服。。。
5.2.2 案例二：磷酸三苯酯处理纯棉面料
某家居用品企业接纳磷酸三苯酯处理纯棉面料，，，，添加量为20 wt%。。。测试效果显示，，，，LOI值为28%，，，，热释放速率为130 kW/m?，，，，烟雾密度为160 Dm。。。该面料通过了BS 5852标准，，，，适用于沙发和窗帘。。。
6. 外洋文献引用
- Horrocks, A. R., & Price, D. (2001). Fire Retardant Materials. Woodhead Publishing.
- Levchik, S. V., & Weil, E. D. (2004). Thermal decomposition, combustion and flame-retardancy of polyurethanes – a review of the recent literature. Polymer International, 53(11), 1585-1610.
- Morgan, A. B., & Gilman, J. W. (2013). An overview of flame retardancy of polymeric materials: application, technology, and future directions. Fire and Materials, 37(4), 259-279.
- Schartel, B. (2010). Phosphorus-based flame retardancy mechanisms—old hat or a starting point for future development?. Materials, 3(10), 4710-4745.
- Zhang, S., & Horrocks, A. R. (2003). A review of flame retardant polypropylene fibres. Progress in Polymer Science, 28(11), 1517-1538.
7. 参考文献
- 百度百科. (2023). 阻燃剂. [在线] 可会见: https://baike.www.jsbdth.com/item/阻燃剂
- Horrocks, A. R., & Price, D. (2001). Fire Retardant Materials. Woodhead Publishing.
- Levchik, S. V., & Weil, E. D. (2004). Thermal decomposition, combustion and flame-retardancy of polyurethanes – a review of the recent literature. Polymer International, 53(11), 1585-1610.
- Morgan, A. B., & Gilman, J. W. (2013). An overview of flame retardancy of polymeric materials: application, technology, and future directions. Fire and Materials, 37(4), 259-279.
- Schartel, B. (2010). Phosphorus-based flame retardancy mechanisms—old hat or a starting point for future development?. Materials, 3(10), 4710-4745.
- Zhang, S., & Horrocks, A. R. (2003). A review of flame retardant polypropylene fibres. Progress in Polymer Science, 28(11), 1517-1538.
扩展阅读：https://www.alltextile.cn/product/product-91-124.html
扩展阅读：https://www.china-fire-retardant.com/post/9376.html
扩展阅读：https://www.china-fire-retardant.com/post/9385.html
扩展阅读：https://www.alltextile.cn/product/product-48-329.html
扩展阅读：https://www.alltextile.cn/product/product-1-58.html
扩展阅读：https://www.brandfabric.net/polyester-uv-cut-fabric/
扩展阅读：https://www.alltextile.cn/product/product-28-278.html
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