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答疑丨阻燃纺织物的那些事儿

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答疑丨阻燃纺织物的那些事儿

发布日期:2020-10-15 作者:来源于网络 点击:

阻燃织物的级别

标准将阻燃织物分为B1(难燃材料)、B2(可燃材料)、B3(易燃材料)3个等级,统一按GB/T 5455-2014《纺织品 燃烧性能 垂直方向损毁长度、阴燃和持续时间的测定》和GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能试验 氧指数法》进行试验。


通常情况下,经过普通浸渍法处理后的阻燃产品检测垂直燃烧项目的合格率较高,往往不合格率主要发生在氧指数(Ol)检测项目上。一般纺织制品,如果没有经过阻燃处理很难达到常规要求的B2等级。对于经过普通浸渍法处理的纺织制品,其氧指数能达到26%以上。对于要求氧指数要达到32%难燃范围的B1等级的纺织制品,则需要生产企业在产品阻燃处理工艺使用更为复杂的浸轧焙烘、浸渍-烘燥等方法或对纤维进行阻燃处理。

随着纺织品的阻燃处理技术不断的增进,使生产加工企业能采用更加经济高效的阻燃处理工艺生产加工出符合、甚至优于国家标准的阻燃制品。

纤维纺织品的阻燃性能检测手段

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1.   垂直检测法

垂直检测法是使用特定的点火源(火焰的高度40mm以上),从织物的底部边缘的规定的燃烧时间的中心到燃烧的固定垂直U形夹子的织物离开,通过织物燃烧的状态进行检查的方法。垂直检测法是国内外最完善的阻燃测试方法之一,大部分的标准规范在各行各业起到了指导作用。

美国标准:16CFR1615/1616 《儿童睡衣易燃性标准》;ASTMD6413 《垂直燃烧法-美标阻燃测试》;

欧洲标准:BS EN ISO 6940  《纺织织物 燃烧性能 垂直向样品易燃性测定》;

日本标准:JIS L 1091-1999《纺织品可燃性的测试方法》;

中国标准:GB/T 5455-2014 《纺织品 燃烧性能 垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》。    

2.   45°斜面检测法

45°斜面检测法指的是在特定的情况下,该样品是斜45°角摆放的,样品点火时间1s,具有燃烧火焰从一个织物的燃烧强度来评估所需的一定的距离为方法时,通过持续的燃烧和测阴燃时间的样品,破坏区和测量的织物阻燃效果的长度的一种检测方法。

美国标准:16CRF part1610  《衣用纺织品易燃性标准》; 

加拿大标准:CAN/CGSB-4.2 No.27.5 《纺织品45°—1s火焰冲击测试》;

中国标准:GB/T 14644-2014 《纺织品 燃烧性能45°方向燃烧速率的测定》;GB/T 14645-2014 《纺织品 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数的测定》。

3.   水平检测法

水平检测法是指在特定的环境里,在点火时间15s的水平方向的织物样品,火焰蔓延由测量的火焰传播和火焰蔓延速度是获得的距离和时间,传播的样品以测量的电阻织物的燃烧效果的一种检测方法。

日本标准:JISL 10911-1999《纺织品可燃性的测试方法》;

中国标准:FZ/T 01028-1993 《纺织织物 燃烧性能测定 水平法》;

GB/T 8410-2006 《汽车内饰材料的燃烧特性》。

4.   极限氧指数检测法

极限氧指数检测法指的是发生在氧和氮的燃烧气体混合物的织物维持燃烧所需的织物蜡烛最小氧浓度,极限氧指数越高,表示产品具有更好的阻燃效果,否则阻燃效果变差或没有阻燃。

虽然灵敏度高的特点是极限氧指数检测法的优点,但在测试条件和操作人员的要求方面很高,并在测试织物的实际情况有很大的不同,因此限制氧指数法的氧浓度是非常适合的科学研究试验装置,不经常在生产过程中使用。

中国标准:GB/T 5454-1997  《纺织织物 燃烧性能测定 氧指数法》。

纺织物的阻燃机理

1.   覆盖层阻燃机理

覆盖阻燃是阻燃剂受热燃烧时发生化学变化,在纺织品表面产生难燃性的物质,形成了一种隔绝覆盖层。

这层覆盖膜可阻断织物与氧气、热源之间的相互作用,且能够阻碍可燃性气体的扩散,从而起到阻燃的作用。无机和有机阻燃剂中均有覆盖阻燃机理的体现,如聚磷酸铵类的阻燃剂就是采用的覆盖阻燃机理。

2.   气相阻燃机理 

气相阻燃机理主要有两种理论:

一是气体稀释理论。由于阻燃剂受热分解产生了不可燃气体,从而对可燃性气体的浓度进行了稀释,因此使织物燃烧过程中氧气不足,以此达到阻燃的效果。

二是自由基理论。阻燃剂的热裂解产物能够中断燃烧的连锁反应,因为裂解产物在燃烧过程中可大量捕捉高能量的氧自由基和氢自由基,从而发挥阻燃作用。

3.   分解吸热阻燃机理 

阻燃剂在受热状态下发生了吸热分解反应如:相变、脱水等。因阻燃剂能吸收一定的热能,减少织物受热,从而降低了织物的热分解和可燃性气体的生成。

4.   脱水碳化阻燃机理 

阻燃剂在受热过程中,通过改变纤维热裂解,来促进纤维的脱水、环化和交联等过程,进而形成了炭层。

炭层的形成可以减少可燃性气体的生成,还可以对织物有覆盖隔绝作用,以此种阻燃机理作用的阻燃剂多为含磷类阻燃剂。普遍认为磷酸盐及有机磷酸化合物具有阻燃作用,是由于它与纤维大分子中的羟基发生了酯化反应,阻止了左旋葡萄糖的形成,并且使纤维素进一步脱水,生成了不饱和双键,加快了纤维素分子间的交联反应速度,提高了织物的残炭生成率,达到阻燃的目的。

在实际的生产应用中,织物的组织结构和纤维种类含量有所差异,对应的阻燃剂种类也不尽相同,所以实际发生的阻燃作用和阻燃机理也不是单一确定的,一种阻燃剂的阻燃机理可能涉及到上述几种阻燃机理的综合作用。

阻燃剂在阻燃织物的发展趋势

目前我国生产和使用最多的是阻燃整理织物,包括纯棉、纯涤纶、纯毛、涤棉和各种混纺的耐久性阻燃织物和纯棉、粘胶、纯涤纶非耐久性洗涤阻燃织物。随着人民生活和环境条件的不断改善,人们对阻燃纺织品性能要求越来越高,应投入力量和资金加大阻燃纤维的开发。

目前多数阻燃纤维或织物仅具有阻燃性能,不能满足某些部门的特殊要求,如阻燃拒水、阻燃拒油、阻燃抗静电,发展阻燃多功能产品势在必行。

如在生产方法上采用多种形式相结合,对阻燃纤维织物进行防水、拒油处理;采用阻燃纤维纱与导电纤维交织以生产抗静电的阻燃纤维;利用阻燃纤维与高性能纤维进行混纺交织生产耐高温织物;采用阻燃纤维与棉粘胶等纤维混纺以改善最终产品舒适性并降低成本等。

生产阻燃聚丙烯纤维所选用的阻燃剂,是将溴系转向磷氮体系阻燃剂及膨胀型阻燃剂,利用其与聚合物相容性好、用量低、热稳定性高等特点,生产低烟、低毒无腐蚀且无滴落的阻燃聚丙烯纤维。

生产阻燃腈纶所选用的阻燃剂将从卤系转向磷氮体系阻燃剂,纤维除具有阻燃特性外,还兼具抗静电功能,这种具有“双抗”功能的腈纶发烟低、毒性小,后序加工性能及使用性能良好。

阻燃聚酰胺的发展方向是寻求持久高效、防滴落、毒性低、烟尘小,以及各项物理性能指标影响小的阻燃新品种,将从目前的溴系转向磷系进而向氮系发展。

阻燃聚酯的生产是向具有高附加值的纤维系列方向发展,选用的阻燃剂将由溴系转向磷系化合物并增加其他复合功能,如抗静电、低起球、抗菌易染色等。

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