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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