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技術(shù)文章
阻燃機理和整理方法
阻燃機理和整理方法
1 阻燃機理
紡織物經(jīng)過阻燃整理后, 并不是說織物遇到火源不產(chǎn)生燃燒, 而是其可燃性降低了, 即遇火不容易燃燒,火焰不蔓延或蔓延速度低, 當織物離開火源后能很快自熄, 不再繼續(xù)燃燒或陰燃。阻燃機理的復(fù)雜性和多樣性已被公認, 隨著使用的阻燃劑種類的不同, 其阻燃機理是有所區(qū)別的, 迄今尚未建立對各方面都適用的阻
燃理論
[ 2]
, 但概括起來有四種理論: 覆蓋論、氣相論、熱論和催化脫水論。
在氣相阻燃機理中, 氣相燃燒反應(yīng)的速度與燃燒過程中產(chǎn)生的自由基HO·和H·的濃度有密切關(guān)系,
氣相阻燃劑的作用主要是將這類高能量的自由基轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的自由基, 抑制燃燒過程的進行, 達到阻燃目的。
鹵素( 溴) 衍生物的阻燃作用被認為是按氣相機理進行
[ 3]
。當含溴阻燃劑MBr 受熱時首先釋放出溴游離基:
MBr →M+ Br· ( 4)
或是釋放出溴化氫HBr:
MBr →M+ HBr
( 5)
溴游離基Br·與織物燃燒時釋放出的可燃性氣體RH反應(yīng)生成不燃燒性氣體溴化氫:
Br·+ RH→R·+ HBr
( 6)
溴化氫可有效地抑制歧化反應(yīng)( 1) 和主要的放熱反應(yīng)( 3) , 所以溴化氫是真正的火焰抑制劑:
H·+ HBr →H2+ Br· ( 7)
HO·+ HBr →H2O+ H·( 8)
反應(yīng)( 7) 比反應(yīng)( 8) 快兩倍
[ 3]
, 而且在火焰前沿H2/ HO·的比值高, 表明反應(yīng)( 7) 是抑制燃燒的主要反
應(yīng)。在此情況下, 反應(yīng)( 7) 和反應(yīng)( 1) 相互競爭, 結(jié)果是活性H·被消耗了, 而活性H·的被消耗決定了抑制效應(yīng)。反應(yīng)( 8) 和反應(yīng)( 3) 也相互競爭, 活性HO·也被消耗, 從而也抑制了在燃燒中熱量的產(chǎn)生, 使得燃燒被進一步阻止。
在鹵素( 溴) 的衍生化合物中加入三氧化二銻, 可以增強阻燃作用。三氧化二銻本身沒有阻燃作用, 但是,
它與含溴的衍生化合物共同受熱時, 可產(chǎn)生如下反應(yīng):
Sb2O3+ 6HBr →SbBr3+3H2O ( 9)
SbBr3+3H·→Sb+ 3HBr ( 10)
SbBr3+ H2O→SbOBr + 2HBr ( 11)
SbOBr + H·→SbO+ HBr ( 12)
SbO+ H·→SbOH ( 13)
由此可見, 活性H·被大量消耗的同時, 還產(chǎn)生了大量的火焰抑制劑HBr
, 從而起到更有效的阻燃作用。
2 滌棉混紡織物阻燃整理的幾種方法
由于滌棉混紡織物的阻燃整理難度遠大于單一纖維織物, 有人主張使用已具有阻燃性能的改性滌綸纖維( 例如Trevira CS或Toyobo GH) 與棉纖維混紡, 再對其織物利用棉型阻燃劑進行處理, 可獲得較好的阻燃效果, 而且耐洗性能好。但是, 這種改性的滌綸纖維價格比一般的滌綸纖維貴, 因此以這種方法生產(chǎn)的滌棉混紡織物的阻燃產(chǎn)品并不多見。
浸軋烘焙整理是一種很普遍的后整理方法, 它是將阻燃劑工作液浸軋到織物上, 經(jīng)烘焙處理使阻燃劑粘
結(jié)于織物上而獲得阻燃效果。本文采用此后整理方法對滌棉混紡織物進行阻燃整理。
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