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酰唬� ；；；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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