毛型阻燃面料的研發(fā)

摘要：目前阻燃紡織品缺乏高性能、中低價(jià)位、綜合性能好的阻燃纖維原料% 現(xiàn)有阻燃面料的設(shè)計(jì)多側(cè)重于高溫火焰作業(yè)環(huán)境下的防護(hù)功能, 尚缺乏兼具舒適性、經(jīng)濟(jì)性和良好外觀的阻燃面料。羊毛是天然纖維中阻燃效果最好的纖維, 毛型阻燃面料有助于提高舒適性、經(jīng)濟(jì)性和外觀手感, 適合更加廣泛的使用對(duì)象, 有良好的應(yīng)用前景。利用自行研發(fā)的纖維小樣混合裝置制樣并進(jìn)行小樣燃燒試驗(yàn), 可快速進(jìn)行羊毛、阻燃羊毛、聚芳嚷二哇、間位芳綸、阻燃粘膠等纖維的多種混配方案的阻燃性能測(cè)試, 由此得到纖維混配方案。由小樣燃燒實(shí)驗(yàn)看出普通羊毛與經(jīng)阻燃劑整理的羊毛在混紡體系中沒有明顯的阻燃性能差異% 在阻燃纖維中添加∀ 􀀂 & 以內(nèi)的普通羊毛仍可保持良好的阻燃性能。采用聚芳啥二哇纖維、間位芳綸、粘膠纖維等, 可以兼顧面料的舒適性和阻燃效果。此基礎(chǔ)上試制了􀀁 種毛型阻燃面料, 具有良好的毛型感和穿著舒適性。

關(guān)鍵詞:阻燃%,毛型面料%,聚芳嗯二哇纖維,間位芳綸%,舒適性

研究背景

火所擁有的強(qiáng)大能量, 在使人類走向文明、走向勝利的同時(shí), 也會(huì)給人類造成災(zāi)難。建筑物和住宅火災(zāi)的發(fā)生, 往往是由纖維制品作為最初引燃物而蔓延成為火災(zāi)的。高分子材料多數(shù)容易燃燒, 纖維材料因其比表面積大, 比同質(zhì)密實(shí)物體更易發(fā)生燃燒。其中熔紡合成纖維還存在熔融滴落致人燙傷問題、一部分纖維包括阻燃纖維,在燃燒時(shí)還會(huì)產(chǎn)生有毒氣體致人中毒或窒息。

我國目前在紡織品阻燃方面, 存在如下幾個(gè)方面的問題亞待解決,阻燃纖維生產(chǎn)技術(shù)尚較落后。對(duì)本質(zhì)阻燃纖維而言, 雖然我國逐漸擁有芳綸!􀀁 !􀀁 、芳礬綸、寶德綸等高性能本質(zhì)阻燃纖維的生產(chǎn)能力,但價(jià)格偏高, 對(duì)多數(shù)企業(yè)用戶而言尚難接受, 且常缺乏可染性, 原液著色阻燃_______纖維的價(jià)格則更貴%一些較低價(jià)位的阻燃纖維分別存在著強(qiáng)度低、可紡性差、發(fā)煙多甚至有毒、尺寸穩(wěn)定性及手感差、舒適性差等缺點(diǎn)% 對(duì)于阻燃滌綸等改性的熱塑性阻燃纖維, 通常以熔滴作為實(shí)現(xiàn)阻燃的手段, 存在致人燙傷的可能性% 對(duì)于整理型阻燃紡織品則較難兼顧阻燃效果及洗滌耐久性、手感和舒適性等綜合性能阻燃產(chǎn)品的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)尚不完備, 對(duì)各種人群的阻燃防護(hù)尚不夠廣泛具體。我國目前對(duì)消防、焊接等日常作業(yè)中接觸高溫火焰或熔體的特殊工作崗位的阻燃防護(hù)服裝, 已經(jīng)有了一系列防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn), 并且還在不斷增加 如電弧防護(hù)服等標(biāo)準(zhǔn)正在起草過程中∋ % 對(duì)公共場所的阻燃制品也頒布了相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及安全規(guī)范。但是, 實(shí)際上應(yīng)該防護(hù)的人群和場合還有很多。國際上通常對(duì)如下對(duì)象進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)并制定法規(guī)∃ 滅火消防和避難困難的場所% 劇場商店等人員聚集眾多的場所%嬰幼兒、老人、病員等缺乏自救能力的人群及所在的場所% 使用大量布幕的場所 如攝影棚∋% 以及使用遮布的場所 如工地∋。相比之下,目前我國的阻燃標(biāo)準(zhǔn)和消防法規(guī)所形成的保護(hù)面還比較狹窄, 對(duì)有遇火危險(xiǎn)的企業(yè)中的管理人員沒有適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)服裝, 對(duì)汽車用紡織品、地毯、玩具等產(chǎn)品的阻燃性能尚未建立系統(tǒng)嚴(yán)密的標(biāo)準(zhǔn)體系以控制其阻燃性能%􀀁 ∋ 阻燃紡織產(chǎn)品的性能指標(biāo)還較多側(cè)重于紡織品的燃燒狀態(tài), 對(duì)于隔熱效果在

一, 防護(hù)服裝阻燃服標(biāo)準(zhǔn)中開始采用熱防護(hù)系數(shù)/ 00 指標(biāo), 但) ∗ ! 1 # , !一∀ 􀀂 􀀂 −阻燃織物標(biāo)準(zhǔn)中, 無論是裝飾用織物、交通工具內(nèi)飾.用織物、還是阻燃防護(hù)服用織物, 均不考核熱防護(hù)系數(shù)/ 00, 即織物的隔熱性能% 阻燃織物標(biāo)準(zhǔn)和阻燃防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn)均未考核發(fā)煙量及毒性%2 ∋ 阻燃紡織產(chǎn)品在服用性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上停留在普通工作服的水平。雖然在兼顧阻燃防護(hù)性能和穿著舒適性及外觀造型方面的確存在一些技術(shù)難點(diǎn), 但在設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)理念中還是側(cè)重于阻燃效果, 沒__>P_?有重視舒適性、由服裝結(jié)構(gòu)決定的使用便利性、以及外觀造型。事實(shí)上, 任何一件阻燃防護(hù)服, 在其使用期限內(nèi), 真正遭遇高溫火焰的機(jī)會(huì)是不多的, 但是如果這個(gè)阻燃防護(hù)服穿著不舒服, 使用者就會(huì)選擇不穿這個(gè)防護(hù)服, 這時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致一旦發(fā)生火災(zāi), 就喪失了防護(hù)作用%如果采用強(qiáng)制手段讓作業(yè)者穿不舒服的防護(hù)服,則會(huì)導(dǎo)致工作效率下降、以及作業(yè)者隨意改變穿著方式以應(yīng)付管理者, 而實(shí)際上仍然沒有起到必要的防護(hù)效果。此外, 對(duì)于某些存在遭遇高溫火焰可能性的非一線作業(yè)人員例如科室管理人員∋, 更需要有在外觀上接近正裝、在性能上兼具阻燃性和舒適性的服裝, 在辦公室和車間兩種工作場所均可穿著使用的服裝。這種服裝面料對(duì)實(shí)施自我保護(hù)存在障礙的消費(fèi)者 如病人、智障者∋也是十分需要的。總之, 在目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下, 設(shè)計(jì)研制中低價(jià)位、中高性能, 兼顧舒適性和阻燃性能的阻燃面料, 是十分必要的。

二、研發(fā)思路

目前可供選用的阻燃纖維品種比較有限, 特別是較低價(jià)位、較高性能的阻燃纖維更難得到。這種狀態(tài)在國外也是如此, 只是發(fā)達(dá)國家有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)承受能力、且有比較嚴(yán)格的法規(guī)規(guī)定必須達(dá)到一定的阻燃標(biāo)準(zhǔn), 故國外阻燃制品較多采用了芳綸!、3 4 56 4( 等高級(jí)阻燃纖維。而毛纖維是天然纖維中最不易燃燒的纖維品種。因其化學(xué)構(gòu)成中含有比較豐富的氮元素含氮量!− & ∋, 在燃燒過程中可能生產(chǎn)不燃的含氮?dú)怏w, 從而稀釋氧氣等可燃?xì)怏w的濃度%并且有較高的回潮率 !􀀂 & 一!2 & ∋、較低的燃燒熱值 ∀􀀂78 9: ∋、故著火溫度高 # 1􀀂 一− 􀀂 ℃ ∋、極限氧指數(shù)達(dá)到∀#.∀ &。未經(jīng)阻燃處理的毛纖維與其它阻燃纖維混紡時(shí)即有可能造成氮、磷、鹵素等多種元素的協(xié)調(diào)效應(yīng), 故實(shí)驗(yàn)證明, 將∀􀀂 & 普通毛纖維與其它阻燃纖維混紡, 面料即可得到良好的阻燃效果。毛纖維也可以采用預(yù)先進(jìn)行阻燃整理的方法, 這在毛紡織廠進(jìn)行研發(fā)時(shí)是非常方便的, 例如在條染工序加入澳銻協(xié)效阻燃劑、氟硼酸鋅阻燃劑、氟錯(cuò)酸鉀或氟欽酸鉀阻燃劑, 可達(dá)到良好的阻燃效果。并且毛纖維具有良好的手感和穿著舒適性,其價(jià)格與本質(zhì)阻燃纖維相比還比較便宜, 故采用部分普通羊毛、或者是經(jīng)過阻燃整理的羊毛與其他阻燃纖維混紡, 可以得到兼顧阻燃性、舒適性和手感, 且價(jià)格相對(duì)低廉的阻燃面料。在與之混紡的纖維選擇上, 遵循了在羊毛纖維之外不再采用非阻燃纖維、以免需要另作阻燃處理的研發(fā)思路。為了使制品具有良好的色彩并且容易根據(jù)需要染成不同的顏色, 擬采用具有良好染色性能的聚芳嚷二哇纖維0; < 寶德綸∋、間位芳綸、阻燃粘膠纖維、阻燃維綸、睛氯綸等纖維。為了兼顧抗靜電性能, 擬添加! & 以內(nèi)的有機(jī)導(dǎo)電短纖維。此外, 從力學(xué)性能、阻燃性能、價(jià)位等方面對(duì)比, 聚芳啥二哇纖維與間位芳綸比較接近, 耐熱性能優(yōu)于間位芳綸, 兩者基本上可以相互替換使用, 但有實(shí)驗(yàn)表明, 兩者混用時(shí)阻燃性能優(yōu)于單獨(dú)使用時(shí)的效果。在強(qiáng)調(diào)降低成本時(shí),可適當(dāng)使用一定比例的阻燃維綸% 在不限制燃燒后的發(fā)煙量時(shí)也可以采用一部分睛氯綸, 以降低成本。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

軍需裝備研究所與江蘇吉泰毛紡織染廠合作, 進(jìn)行了一系列毛型阻燃面料的研發(fā)。本研究中的工作重點(diǎn)在于纖維混比的確定。根據(jù)擬定的使用場合, 準(zhǔn)備從羊毛、阻燃羊毛、聚芳嗯二哇纖維、間位芳綸、阻燃粘膠和有機(jī)導(dǎo)電短纖維中尋找具有良好阻燃效果和毛型感的纖維混比配方, 特別是羊毛品種 普通羊毛、阻燃羊毛∋ 和用量的確定。

第􀀁 􀀂 屆全國毛紡年會(huì)論文

采取模型小樣制備及燃燒實(shí)驗(yàn)快速預(yù)選毛纖燈, 在固體的間距和時(shí)間條件下進(jìn)行燃燒試驗(yàn),維及各種典型阻燃纖維的初步搭配方案。軍需裝可以根據(jù)纖維素的燃燒狀態(tài)看到各種混比條件下備研究所設(shè)計(jì)了一個(gè)粘有絨布的可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒作的燃燒狀態(tài)。表! 所示為同一混比采用兩次小樣為多種纖維的混合裝置, 在輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下將試驗(yàn)后的綜合情況。多種纖維附著到輥筒表面, 纖維鋪撒均勻并成為由表! 的(=" 與∀= 小樣、􀀁= 與2=、#= 小樣、−=纖維網(wǎng)后再用一根針將纖維網(wǎng)挑斷, 收攏成為纖與1= 小樣的燃燒狀態(tài)對(duì)比結(jié)果看, 在含有較多阻維束, 再將纖維束重新鋪撒附著到輥筒上, 反復(fù)燃纖維0;" < 或0; < 與芳綸混合∋ 的前提下, 普再三, 可以達(dá)到將多種纖維混合均勻的效果。

在通羊毛與阻燃羊毛的加入, 最終混合體的阻燃性固定纖維總量及預(yù)先計(jì)量各種纖維重量比的前提能差異不大。并且還可以看出, 在羊毛 無論是下, 最終得到的纖維束具有基本確定的混比和線普通羊毛還是阻燃羊毛∋ 的含量高于∀ 􀀂 & 以后,密度。再進(jìn)行一定的加捻程度控制及用細(xì)金屬絲整個(gè)樣條均會(huì)被燒通, 沒有阻燃效果。此外,0; <綁成一定的緊密程度,固定在支架上, 采用酒精和芳綸的相對(duì)比例也不太影響其燃燒特性。

四、結(jié)論

(∋ 采用約∀􀀂 & 左右的羊毛纖維與其它阻燃纖維混紡, 制成的毛型阻燃面料具有良好的阻燃效果%∀ ∋ 在阻燃纖維中混入普通羊毛和阻燃羊毛, 在阻燃性能上沒有顯著差異%􀀁 ∋ 可以根據(jù)染色性能、限制發(fā)煙要求、強(qiáng)度、舒適性、成本等多方面的要求, 決定羊毛以外的其它阻燃纖維的品種和混紡比例。

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