【集萃网观察】涤棉织物因其服用性能优良和结实耐用而被广泛应用，然而其燃烧时具有独特的骨架效应，导致其比纯涤纶或纯棉织物更易燃烧，在日常生活中留下了不小的安全隐患。

　　正是由于涤棉织物燃烧时存在的蜡烛效应，使得涤棉织物的阻燃整理远比纯棉织物或纯涤织物困难，该课题成为近年来科学界研究的热点。依据棉纤维与涤纶的燃烧及阻燃机理，涤棉混纺织物的阻燃整理方法通常有两种：第一种是对织物进行阻燃后处理而达到阻燃目的。

　　国外涤棉混纺织物阻燃剂可归结为以下三大类：含磷和含氮类阻燃剂系列、在含磷及含氮阻燃剂中加入卤素(溴)的阻燃剂系列和含锑及含溴化合物阻燃剂系列。但目前开发的涤棉混纺织物阻燃整理工艺技术和其阻燃性能还难以满足某些用途的要求。存在的问题主要是整理后的织物手感或机械强度难尽如人意，其次是生产生态学方面还需改善。另一种方法使用已具有阻燃性能的改性涤纶与棉纤维混纺，再对其织物利用棉型阻燃剂进行处理。本试验即采用阻燃涤纶和棉进行混纺后，利用棉用阻燃剂对棉组分进行后整理，以期获得具有阻燃性能的同时能够满足安全要求的阻燃涤棉产品。

　　1实验部分

　　1.1材料与试剂

　　阻燃涤短纤：磷系含量ppm为6500、添加量4.02%，上海富尔新纺织阻燃材料有限公司提供;棉短纤：38mm;阻燃整理试剂：棉用阻燃剂CP，山东巨龙集团提供;醚化六羟甲基三聚氰胺树脂由上海赫特化工有限公司提供;试验用织物为阻燃涤纶，棉混纺织物，其规格为T/C~,E纺1：[535/65、纱支21s/2X21s/1、密度220根门0cmX220根门0cm、斜纹2/1。

　　1.2CP整理工艺

　　实验首先以阻燃剂浓度、交联剂浓度、焙烘时间、焙烘温度为四个影响因素对阻燃涤纶/棉混纺织物进行正交实验，而后进行单因素实验。正交实验中每个因素取三个水平，制订的因素和水平表如表1所示。

　　整理配方：

　　洁尔爽CPXg/L

　　醚化六羟甲基三聚氰胺树脂Yg/L

　　磷酸(85%)20g/L

　　浴比1：20

　　工艺流程：工艺流程：润湿过的阻燃涤纶/棉织物—浸轧(二浸-二轧，轧液率70%)—烘干(105℃)一焙烘—性能测试

　　1.3性能测试

　　1.3.1垂直燃烧性能

　　按GB/T5455—1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》，采用LCK一08织物阻燃性能测定仪(山东纺织研究院测控设备开发中心)测定。

　　1.3.2极限氧指数(LOI值)的测试

　　按GB/T5454—1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》，采用LCK一09自动氧指数测定仪(山东纺织研究院测控设备开发中心)进行测试。

　　1.3.3热重分析(TGA)

　　采用TG7型热重分析仪(美国Perkin—Elmer公司)，气氛为氮气，氮气流量20mL/min，升温速率10℃/min，温度40～600℃。

　　1.3.4释热性能测定

　　采用锥形量热仪(英国FTT公司)进行测试。

　　2结果与讨论

　　2.1影响因素分析

　　根据表1，设计L9(4。)正交表，测试不同工艺下整理后织物的极限氧指数、损毁长度、增重率和白度，如表2、表3所示。

　　表2显示，未经阻燃整理的阻燃涤/棉混纺织物在空气中燃烧剧烈，全部损毁，限氧指数仅为17.8%。经过洁尔爽CP处理后，混纺织物的极限氧指数均得到了显著提高、其中实验9所得织物极限氧指数为30.2%，损毁长度降低、且均无续燃、无阴燃。这是因为混纺织物经过含氮有机磷酸酯化合物一CP处理后，燃烧过程中，阻燃剂分解生成具有良好脱水作用的磷酸和多磷酸。使得纤维素脱水留下焦炭，有效抑制其燃烧。

　　由表2、表3可知，CP对涤棉混纺织物阻燃整理工艺的四因素中，影响最显著的是阻燃剂浓度，其次为焙烘温度，焙烘时间和交联剂浓度影响相对较小。随着阻燃剂浓度的增大，织物上发生反应附着的阻燃剂的量随之增大，燃烧时分解的磷酸和聚磷酸、释放的难燃性气体量增大，从而抑制织物燃烧作用显著，故阻燃效果提高;焙烘条件是决定交联反应能否发生的决定因素，只有在适宜的温度下作用一定时间，具有双官能团的交联剂才能使得纤维和整理剂发生充分的交联反应;由表2表3结果，综合考虑整理后织物的阻燃性能、增重率及手感变化，后续实验中采用交联剂浓度80g/L、焙烘条件为165℃、4min。

　　2.2阻燃剂浓度对织物阻燃效果的影响

　　根据正交实验结果，对阻燃剂用量的影响进行了单因素实验，结果如图1、图2所示。

　　图1显示，整理后织物的限氧指数随阻燃剂浓度的增加而变大，低浓度下，极限氧指数增幅较大;当阻燃剂浓度达到4OOg/L后，织物阻燃性能效果提升有限，且织物增重率显著增长，使得织物手感发涩并提高成本，因此实验中阻燃剂浓度取400g/L为宜。

　　2.3涤棉混纺织物整理前后燃烧过程的变化

　　通过CP整理后的涤棉混纺织物的阻燃性能得到了显著改善，实验中采用热重分析和锥量热仪方法测定了优化工艺处理前后织物燃烧过程的变化，结果如图3一图5所示。

　　由图3可知，织物经过CP整理后，其分解温度明显降低，整理后的织物在600℃时的残渣量为24.6187%，远高于原布的12.4282%。这是因为固着在织物上的阻燃剂在纤维裂解过程中，对棉纤维的脱水、脱羧及炭化的反应存在催化作用，而生成左旋葡萄糖的裂解反应受到抑制，使裂解的活化能明显降低，从而裂解温度下降，残渣量增加，RPCP阻燃剂对织物的阻燃作用机理主要为凝聚相机理。

　　由图4、图5可知，经过CP阻燃整理后，织物的总释热量变化较小，但释热速率有了明显降低。由于释热速率将影响火灾环境温度和火灾传播速率，因此释热速率的降低有利于抑制材料的燃烧。

　　3结论

　　采用阻燃剂洁尔爽CP对阻燃涤纶/棉混纺织物进行阻燃整理，实验优选工艺CP浓度400g/L、树脂浓度80g/L、165~C焙烘4min后，织物极限氧指数值为30-5，垂直燃烧损毁长度小于15cm、无阴燃和续燃，阻燃性能满足国家B1级标准。

　　来源: 王晓春，滕万红，李秋宇，李腾飞，史丽敏

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