錦綸織物，阻燃整理，工藝

  中圖分類號:TS195．592文獻標識碼:B文章編號:1001-2044(2012)02-0032-03
     錦綸燃燒時熔融滴落容易造成火災蔓延［1］，因此限制了其應用。普通阻燃錦綸織物采用鹵素阻燃劑，雖然具有阻燃效果，但用于飛機、火車、汽車等交 通工具時，容易釋放有毒氣體，使能見度降低，帶來安全隱患。錦綸的活性較差，導致阻燃整理液無法滲入纖維內部，造成阻燃效果降低，耐洗度差［2］。采用磷 酸酯類無鹵素阻燃劑對錦綸織物進行阻燃整理，具有耐久性。
     1·試驗儀器設備和試驗方法
     1．1試驗材料和設備
     試驗材料:乳化劑LF100、片堿、磷酸酯類阻燃劑、滲透劑(異丙醇)、錦綸66織物，織物經、緯密分別為75、160根/10 cm，面密度0．318 kg/m2。
     試驗設備:電子天平、HH－S數顯恒溫水浴鍋、垂直燃燒試驗儀、西門子全自動洗衣機、焙烘箱、GDW/JB－0100型高低溫熱交變試驗箱、GDYQ－201SY型紡織品甲醛測定儀。
     1．2阻燃整理工藝流程
     配制阻燃液→浸漬(浴比1∶10)→脫水(8 min)→烘干(70℃×30 min)→性能測試。
     1．3測試
     1．3．1阻燃性能測試
     采用垂直法，參照標準GB/T 8745《紡織品燃燒性能織物表面燃燒時間的測定(ISO 10047－1993，IDT)》。
     1．3．2耐洗性能測試
     引用GB/T 8629—2001《紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序(ISO 6330:2000)》［3］。
     2·試驗機理
     磷酸酯類阻燃劑燃燒時生成的偏磷酸可形成穩定的多聚體，覆蓋于材料表面，隔絕氧氣和可燃物。另外，在燃燒過程中能促進有機物質轉化為碳(元素碳)，就減少了易燃性含碳氣體的形成。碳還阻止了氧及熱進入被燃燒的物體，以此來保持物體不致燃燒。
     在阻燃整理工藝中，阻燃劑是決定阻燃效果的重要因素，阻燃劑用量越大，織物阻燃效果越好。滲透劑可以促進整理劑均勻分散地滲透至纖維內部，提高阻 燃劑的固著率。為了使阻燃劑迅速和纖維大分子反應，浸漬溫度對反應也起到一定的促進作用。浸漬溫度高、時間長，可以加快整理劑擴散至纖維內部，使反應充分 進行。當然，浸漬時間并不是越長越好，纖維毛細管的擴張和交聯反應是有限度的，而且也應該考慮能耗與實際生產效率。因此在整理工藝中探討阻燃劑用量、滲透 劑用量、浸漬溫度與時間對織物阻燃效果的影響很有必要，也是優化工藝時必須考慮的主要因素。
     3·試驗部分與結果分析
     3．1單因子分析
     3．1．1阻燃劑用量對阻燃性能的影響
     工藝參數:滲透劑異丙醇用量15 g/L，浴比1∶10，浸漬條件60℃×2 h，阻燃劑用量X g/L。試驗結果見表1。
               
     由表1可以看出，隨著阻燃劑用量的增加，停留在織物內的磷元素也增加，阻燃性能隨之提高，但阻燃劑用量增加到250 g/L后阻燃效果反而下降。 這是因為一部分阻燃劑沒有很好地結合到織物上去，造成了實際阻燃劑含量的減少;另外，阻燃劑含量的增加，雖然可起到固相和氣相阻燃作用，但是由于阻燃劑分 解所釋放出的熱量會反饋到織物中去，加劇纖維的融入分解，造成阻燃性能的降低［4］。
     3．1．2滲透劑用量對阻燃性能的影響
     工藝參數:阻燃劑200 g/L，浸漬60℃×2 h，浴比1∶10，滲透劑用量X g/L。試驗結果見表2。
     由表2可以看出，隨著滲透劑用量的增加，阻燃性能也隨之提高，但當滲透劑用量達到20 g/L時，阻燃性能幾乎不再提高。
     3．1．3浸漬溫度和時間對阻燃性能的影響工藝參數:阻燃劑200 g/L，滲透劑15 g/L，浸漬條件X℃×2 h，溫度對阻燃性能的影響見表3;阻燃劑200 g/L，滲透劑15 g/L，浸漬條件60℃×X h，浸漬時間對阻燃性能的影響見表4。
              
     由表3知，隨著浸漬溫度的提高，阻燃性能也相應地提高。由表4可以得到隨著浸漬時間的延長，阻燃性能也會增強，但溫度過高、時間過長，增強效果并不明顯。
     3．2正交試驗分析
     通過多次不同的阻燃劑用量、助劑用量、浸漬溫度與時間單因子試驗探索后，采用正交試驗的方法，對影響阻燃性能的4種主要因素:阻燃劑用量、助劑用 量、浸漬溫度和浸漬時間進行討論。正交表選用L9(34)，各因子與水平見表5，指標測試結果見表6。試驗結果的正交分析表見表7
     由表7對試驗結果的正交分析可以直觀地看出，對平均余焰時間的影響大小依次為:阻燃劑用量＞浸漬時間＞浸漬溫度＞助劑用量;對平均滴焰時間的影響 大小依次為:浸漬時間＞阻燃劑用量=浸漬溫度＞助劑用量;對平均燃燒長度的影響大小依次為:阻燃劑用量＞助劑用量＞浸漬時間＞浸漬溫度。
     對各個指標的綜合平衡分析，最主要的影響因素是阻燃劑用量，其次是浸漬時間，然后是浸漬溫度，最后是助劑用量。確定的最佳工藝參數為阻燃劑用量200 g/L;助劑用量15 g/L，浸漬60℃×3 h。
     在最優整理工藝條件下，所整理的織物水洗15次后測得:平均余焰時間6．5 s，平均滴焰時間3 s，平均燃燒長度5．85 cm，各項阻燃性能 指標都能達到美國航空防火標準(平均余焰時間＜15 s，平均滴焰時間＜5 s，平均燃燒長度＜20．3 cm)。測試最佳整理工藝整理后的織物甲醛含量 為0．43 mg/kg。所以經過阻燃整理的黏扣帶甲醛含量遠遠低于相關規定標準(嬰幼兒類服裝＜20 mg/kg，成人服裝≤75 mg/kg) ［5］，符合紡織品后整理的生態環保要求。
     4·結語
     通過單項因子試驗得出:阻燃性能隨著阻燃劑用量的增大而提高，助劑用量對阻燃性能的影響不顯著，浸漬溫度越高、浸漬時間越長會使阻燃性能相應提 高。通過正交試驗得出:最主要的影響因素是阻燃劑用量，其次是浸漬時間，然后是浸漬溫度，最后是助劑用量;最優優整理工藝為阻燃劑200 g/L，滲透劑 15 g/L，浸漬60℃×3 h。測得整理后織物甲醛含量0．43 mg/kg，符合紡織品后整理的生態環保要求。水洗15次后，其阻燃性能仍達到美國 航空防火標準。