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技術文章
阻燃機理和整理方法
阻燃機理和整理方法
1 阻燃機理
紡織物經過阻燃整理后, 并不是說織物遇到火源不產生燃燒, 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, 不再繼續燃燒或陰燃。阻燃機理的復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, 氣相燃燒反應的速度與燃燒過程中產生的自由基HO·和H·的濃度有密切關系,
氣相阻燃劑的作用主要是將這類高能量的自由基轉化成穩定的自由基, 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( 1) 和主要的放熱反應( 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( 7) 比反應( 8) 快兩倍
[ 3]
, 而且在火焰前沿H2/ HO·的比值高, 表明反應( 7) 是抑制燃燒的主要反
應。在此情況下, 反應( 7) 和反應( 1) 相互競爭, 結果是活性H·被消耗了, 而活性H·的被消耗決定了抑制效應。反應( 8) 和反應( 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, 可產生如下反應:
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的滌棉混紡織物的阻燃產品并不多見。
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, 經烘焙處理使阻燃劑粘
結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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