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怕火的纺织品为什么可做到阻燃?

2021-01-25 已有400人浏览 皖燃科技

阻燃纺织品在我们的生活中随处可见,其应用范围涵盖了日常生活、工业、农业、医疗防卫、航空航天、交通运输、军事等诸多领域。

那么,你知道阻燃纺织品是如何达到阻燃效果的吗?‘’

聚磷酸铵阻燃剂

阻燃机理我们日常生活上的大多数的纺织品都是化学纤维、纤维素纤维或多种纤维混纺交织而成的,在热源条件下,热量可使纤维材料发生裂解,产生可燃性物质。这些分解产物会在火焰中继续氧化、燃烧,并放出大量的热,进而促进纤维材料继续裂解,加速燃烧。织物燃烧的条件是:可燃物、助燃物质与火源。只有解析了燃烧的条件及过程,才能根据燃烧过程采取不同的阻燃机理。

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。


1.覆盖层阻燃机理

覆盖阻燃是阻燃剂受热燃烧时发生化学变化,在纺织品表面产生难燃性的物质,形成了一种隔绝覆盖层。

这层覆盖膜可阻断织物与氧气、热源之间的相互作用,且能够阻碍可燃性气体的扩散,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采用的覆盖阻燃机理。

2. 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。由于阻燃剂受热分解产生了不可燃气体,从而对可燃性气体的浓度进行了稀释,因此使织物燃烧过程中氧气不足,以此达到阻燃的效果。

二是自由基理论。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。

3. 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。因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。

4. 脱水碳化阻燃机理

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。

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。