新闻资讯

  • 纺织品阻燃机理是什么
  • 本站编辑:杭州纳尔森精细化工有限公司发布日期:2019-07-29 16:44 浏览次数:

 

在外部热源的作用下,当温度达到260 ℃时,涤纶织物开始软化,继续升高温度到280 ℃时,涤纶发生热氧化降解作用,产生挥发性的易燃产物,受明火作用发生燃烧,产生活泼的氧自由基和氢自由基,自由基使涤纶织物发生进一步的降解反应。涤纶利用燃烧过程中所释放的热量作为热源,使织物进一步发生降解,从而使燃烧过程继续下去。

由上述涤纶的燃烧机理分析可知,涤纶的燃烧过程就是热源、织物和氧气的相互作用的循环过程。而阻燃整理是指通过对织物进行后整理使其在受外界热源作用时的可燃性降低,燃烧蔓延速度延缓,移去外部热源后火焰能快速熄灭。对织物的燃烧过程来说,阻燃就是要切断热源、织物和氧气三者间的相互作用的循环系统。

理论上阻燃机理可以是物理作用、化学作用或者是两者结合作用的方式。可以将阻燃机理分为下面几类:

1、分解吸热阻燃机理

阻燃剂在受热状态下发生了吸热分解反应如:相变、脱水等,此时,阻燃剂能吸收一定的热能,减少织物受热,从而降低了织物的热分解和可燃性气体的生成。吸热阻燃主要体现在无机阻燃剂上,如:氢氧化镁、氢氧化铝等,无机阻燃剂的分解过程和分解的产物都能吸收大量的热能。

2、覆盖阻燃机理

覆盖阻燃是阻燃剂受热燃烧时发生化学变化,产生了难燃性的物质固化在织物上,织物表面形成了一种隔绝覆盖层。覆盖层可以起到隔绝作用,阻挡了织物与热源、氧气间的交流,并且能够阻碍可燃性气体的扩散,阻断它们的相互作用,从而起到阻燃的作用。无机和有机阻燃剂中均有覆盖阻燃机理的体现,如聚磷酸铵类的阻燃剂就是覆盖阻燃机理。

3、纤维改性阻燃机理

织物可通过纤维改性的方式获得独特的功能,降低可燃性或提高阻燃性,如:

(1)可以提高织物的熔融性能,使纤维材料软化、收缩、熔融现象发生在热裂解之前,变为熔滴滴落,热量被带走使火焰自熄;

(2)通过向纤维大分子中引芳环或芳杂环,增大纤维分子链间的密集度和内聚力,从而提升纤维的耐热性;

(3)通过改性纤维的方式,例如,大分子链交联环化,与金属离子形成络合物等方法,从而改变了纤维的分子结构,抑制热裂解,降低了可燃性气体的产生。

4、催化脱水成炭阻燃机理

阻燃剂在受热过程中,通过改变纤维热裂解,来促进纤维的脱水、环化和交联等过程,进而形成了炭层。炭层的形成可以减少可燃性气体的生成,还可以对织物有覆盖隔绝作用,以此种阻燃机理作用的阻燃剂多为含磷类阻燃剂。普遍认为磷酸盐及有机磷酸化合物具有阻燃作用,是由于它与纤维大分子中的羟基发生了酯化反应,阻止了左旋葡萄糖的形成,并且使纤维素进一步脱水,生成了不饱和双键,加快了纤维素分子间的交联反应速度,提高了织物的残炭生成率,达到阻燃的目的。

5、气相阻燃机理

气相阻燃机理主要有两种理论,一是气体稀释理论,另外一种为自由基理论。气体稀释理论认为阻燃的机理是由于阻燃剂受热分解产生了不可燃气体,这类气体对可燃性气体的浓度进行了稀释,从而使织物燃烧过程中氧气不足,且这类气体的扩散起到散热降温的作用,从而达到阻燃的效果;自由基理论认为阻燃剂的热裂解产物能够中断燃烧的连锁反应,因为裂解产物在燃烧过程中可大量捕捉高能量的氧自由基和 氢自由基,从而发挥阻燃作用。以气相阻燃机理作用的主要有含铵类阻燃剂和卤素类阻燃剂,前者是气体稀释机理,后者为自由基理论。

在实际的生产应用中,织物的组织结构和纤维种类含量有所差异,对应的阻燃剂种类也不尽相同,所以实际发生的阻燃作用和阻燃机理也不是单一确定的,一种阻燃剂的阻燃机理可能涉及到上述几种阻燃机理的综合作用。当不同阻燃机理的阻燃剂或阻燃成分共同作用是,往往会因为它们之间的协同效应而产生更好的阻燃效果。这种协同效应有两种解释,一是多种阻燃剂或阻燃成分共同作用时的效果比单独使用一种时的效果要强得多;另一种解释是在阻燃体系中添加非阻燃成分可以增加阻燃能力。如磷-氮协同效应,它们当中含氮化合物如尿素、肽胺等,他们本身并没有阻燃能力,但当它们与含磷阻燃剂一起整理织物时,却发现其阻燃效果比只含磷阻燃剂的阻燃效果更好。