谨防火灾,阻燃纤维

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1、阻燃纤维摘要：火灾频发，阻燃纤维更受关注，本文作者通过阅读文献和新闻，从阻燃纤维的阻燃机理，纤维阻燃改性方法和各种技术及国内外新型阻燃纤维成品举例，向本文读者介绍阻燃纤维的各种情况和其想法。关键词：火灾阻燃纤维机理改性方法技术新型举例最近国内火灾频发，引起了国家领导和广大群众的高度关注，我也看了和听了一些有关阻燃纤维的东西，虽说随着人民生活水平的提高和以人为本的安防意识的增强纤维制品的阻燃‘性能越来越受到人们的关注。已经有很多国家和地区制定产品标准，规定交通工具，公共场所、老人、儿童使用的某些纤维制品必须具备阻燃性能。目前已经有芳纶1313等多种本质阻燃纤维应用于需要耐高温和阻燃的工作

2、环境但通过阻燃剂共混共聚、接枝改性等方法制取的常规阻燃纤维原材料易得，生产简便，价格相对低廉，仍是一般阻燃产品最常用的纤维原料应用于民用阻燃纺织品。但根据有关数据表明，2010年单上半年就有70000多起火灾（不含森林、草原、军队、矿井地下部分），特别是最近的上海1115特大火灾引起的反思，由于大部织品不阻燃而引起的潜在火灾也进一步增大，证明阻燃纤维的发展和应用还有带大幅提高。下面是一些有关阻燃纤维的内容：一、阻燃纤维的阻燃机理:可燃物燃烧需要足够的温度和氧气，燃烧难易程度可通过极限氧指数(LOI)来表征。通常情况下，空气氧浓度为21％。因此。当LOI>21％时即表明该物质在空气中难以

3、燃烧。各种纤维的LOI值见表I。表I各种纤维的LOI值(％)【1】天然及合成纤维阻燃及防火合成纤维棉、粘胶l8～20聚氯乙烯35～37羊毛24～25芳香族聚酰胺25～37聚酰胺20～22聚苯并咪唑(PBI)30～43聚酯20～22聚丙烯腈18～20阻燃的基本原理是减少热分解过程中可燃气体的生成和阻碍气相燃烧过程中的基本反应。其次，吸收燃烧区域中的热量，稀释和隔离空气对阻止燃烧也有一定的作用。1表面覆盖理论有些物质(如硼纱、硼酸等)加热时熔融，在纤维表面形成一层玻璃状的膜，阻碍氧的提供；或像磷化物那样，主要在固相产生作用，促进碳化，阻止可燃性气体的放出。有的阻燃剂也可能受热分解，产生不燃

4、性气体浮在纤维表面隔离空气或稀释可燃性气体。从而产生阻燃效应，如KHCO3热分解产生的CO2气体。2吸热作用通过阻燃溶剂吸热脱水、相变、分解或其它吸热反应．降低聚合物表面和燃烧区域的温度。从而减慢高聚物的热分解速度。这类化合物包括AL2O3,3H20，TiO2，TiO3，ZnO，BaO等。AL2O3,3H20之所以能够抑制燃烧，是由于在加热时，这种三水化合物吸热，可延缓升温。当温度升到222℃230~C时，三水氧化铝分解成无水氧化铝和水，能更多地吸收热量，而水蒸气又可使可燃性气体稀释与冷却，从而达到阻燃目的。3凝聚相阻燃主要是利用阻燃剂影响聚合物的分解过程，减少可燃性气体的产生。这种方

5、法对纤维素材料特别有效。纤维素受热时，可沿着两个方向发生热分解，它可以经过生成左旋葡聚糖的中间产物而形成挥发性的有机可燃性低分子物；另外，可以在酸性物质的催化下，形成水和不易燃烧的碳。4气相阻燃通常认为，在聚合物燃烧过程中，大量生成的自由基促进气相燃烧反应。如能设法捕捉并能消灭这些自由基，就可控制燃烧，达到阻燃的目的。实践证明，通过添加少量具有捕捉自由基效果的抑制剂，可显著提高阻燃性能。这种方法对于防止以自由基机理进行的火焰传播，效果也很显著。5尘粒的壁面效应当自由基与器壁或尘粒表面接触时，可能失去活性。在尘粒或容器壁面可发生下述反应：H·+02一H02这样，由于在尘粒表面生成大量活性

6、比H·、HO·等低得多的HO2·，从而可以抑制燃烧过程的继续进行。6熔滴效应某些热塑性合成纤维，如聚酰胺、聚酯，在加热时发生收缩熔融，与空气的接触面积减少，甚至发生熔滴下落而离开火源，使燃烧受到一定的阻碍。二、纤维阻燃改性方法纤维的阻燃可以通过成纤聚合物与阻燃剂的共聚或共混来实现，此方法称聚合物阻燃改性法。它能使纤维获得较为持久的阻燃性能，且对纤维的风格影响较小。对共混与共聚阻燃剂的共同要求是安全性：既包括阻燃剂本身的安全性，又包括其分解产物的安全性。1共聚法【2】制取含磷．卤素、硫等元素的可共聚单体并与成纤高聚物的单体共聚制得。目前，加聚型的聚丙烯腈和缩聚型的聚酯、聚酰胺类的生产主要

7、使用这种方法。共聚法要求共聚单体在聚合的高温条件下不发生分解，无副反应发生，不能对纤维性能产生严重影响。所得阻燃纤维具有耐久的阻燃性能，但生产流程长，成本高于共混法。2共混法将阻燃剂加入纺丝熔体或溶液中纺制阻燃纤维的方法常用于聚丙烯纤维、聚丙烯腈和聚酯纤维的阻燃改性。由此法生产的纤维中阻燃剂与成纤大分子缺乏化学连接，故耐久性不如前者。但加工成本低，应用广泛。如何降低阻燃剂颗粒的粒径提高阻燃剂的分散性和相容性，是共混法阻燃改性的主要研究内容。3皮