目前,阻燃整理已經成為紡織品應用領域中不可或缺的部分。阻燃紡織品的開發和應用對于減少火災的發生和降低因火災造成的生命和財產損失具有重要的意義。
紡織品阻燃整理方法主要有3種:一是在纖維聚合階段進行阻燃改性;二是在合成纖維紡絲過程中進行阻燃改性;三是在織物后整理過程中進行阻燃改性,即采用浸軋、烘焙、涂層等方法,使阻燃劑固著在纖維或織物上,從而獲得阻燃效果。
用于紡織品的阻燃劑分類方法有很多種,按照阻燃劑與織物的結合方式,可分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑;按照阻燃元素可分為鹵素基、磷基、氮基、硅基等。
鹵素基阻燃劑具有添加量低,阻燃效果好等優點,但其整理后的織物燃燒過程中會釋放出有毒物質;磷基阻燃劑阻燃效果好,毒性低,已逐漸取代鹵素基阻燃劑;氮基阻燃劑具有低毒、低煙等優點,一般與其他阻燃劑復配使用以達到更佳效果;硅基阻燃劑對環境友好,抑煙和防熔滴性能好。
目前對聚酯纖維的傳統無鹵阻燃方法是通過引入含磷阻燃劑,以促進熔滴而增加聚酯纖維表面的物質損耗和熱損耗的方式達到阻燃效果,但會導致熔滴現象更嚴重。此外,這種含磷的聚酯纖維與具有燃燒時易發生炭化的纖維如棉纖維混紡時,會因“機理相克”而導致阻燃失效,限制了其應用。因此,解決聚酯阻燃與抗熔滴之間的矛盾是阻燃領域長期沒有解決的技術難題。四川大學王玉忠院士致力于聚酯不熔滴阻燃技術的研究,其團隊通過在聚酯大分子鏈中引入交聯基團,在大分子合成和熔融成型加工溫度下不交聯,而在高溫或燃燒時可迅速自交聯,從而實現了聚酯的高溫不熔滴和炭化阻燃,該方法突破了傳統反應型阻燃劑對鹵素的依賴。
“高溫自交聯炭化”阻燃技術
北京服裝學院王銳教授致力于羧酸類MOFs制備及在聚酯纖維阻燃中的應用,MOFs是由無機金屬中心與有機配體通過配位鍵結合形成的一類具有周期網絡結構的晶態多孔材料。其作為阻燃劑,具有氣體儲存、吸附作用、抑制煙毒氣體的釋放等優勢,但提高MOFs阻燃劑在聚合物基體中的分散性仍是目前亟待解決的問題。
織物基摩擦納米發電機被認為是可穿戴電子產品的重要解決方案,但是絕大多數織物都不具有阻燃性,阻礙了織物基摩擦納米發電機在火災場景下的應用。中國科學院北京納米能源與系統研究所王中林院士團隊利用棉織物作為基底,利用層層自組裝方法在棉織物上制備阻燃涂層達到阻燃目的。實驗證明對于阻燃處理后的棉布具有極好的自熄效果,且熱穩定性及在熱流下的熱釋放率等均得到很大的提升。研究人員利用阻燃棉布制備了一個垂直接觸分離模式的阻燃織物基摩擦納米發電機(FT-TENG)。FT-TENG被火焰在不同位置燃燒17次(每次燃燒時間為20 s)后,仍然能夠保持49.2 %的輸出,且在220 ℃的環境下能夠保持34.48 %的輸出,說明棉織物基摩擦納米發電機具備一定的阻燃性。
來源:紡織導報