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阻燃机理和整理方法
阻燃机理和整理方法
1 阻燃机理
纺织物经过阻燃整理后, 并不是说织物遇到火源不产生燃烧, 而是其可燃性降低了, 即遇火不容易燃烧,火焰不蔓延或蔓延速度低, 当织物离开火源后能很快自熄, 不再继续燃烧或阴燃。阻燃机理的复杂性和多样性已被公认, 随着使用的阻燃剂种类的不同, 其阻燃机理是有所区别的, 迄今尚未建立对各方面都适用的阻
燃理论
[ 2]
, 但概括起来有四种理论: 覆盖论、气相论、热论和催化脱水论。
在气相阻燃机理中, 气相燃烧反应的速度与燃烧过程中产生的自由基HO·和H·的浓度有密切关系,
气相阻燃剂的作用主要是将这类高能量的自由基转化成稳定的自由基, 抑制燃烧过程的进行, 达到阻燃目的。
卤素( 溴) 衍生物的阻燃作用被认为是按气相机理进行
[ 3]
。当含溴阻燃剂MBr 受热时首先释放出溴游离基:
MBr →M+ Br· ( 4)
或是释放出溴化氢HBr:
MBr →M+ HBr
( 5)
溴游离基Br·与织物燃烧时释放出的可燃性气体RH反应生成不燃烧性气体溴化氢:
Br·+ RH→R·+ HBr
( 6)
溴化氢可有效地抑制歧化反应( 1) 和主要的放热反应( 3) , 所以溴化氢是真正的火焰抑制剂:
H·+ HBr →H2+ Br· ( 7)
HO·+ HBr →H2O+ H·( 8)
反应( 7) 比反应( 8) 快两倍
[ 3]
, 而且在火焰前沿H2/ HO·的比值高, 表明反应( 7) 是抑制燃烧的主要反
应。在此情况下, 反应( 7) 和反应( 1) 相互竞争, 结果是活性H·被消耗了, 而活性H·的被消耗决定了抑制效应。反应( 8) 和反应( 3) 也相互竞争, 活性HO·也被消耗, 从而也抑制了在燃烧中热量的产生, 使得燃烧被进一步阻止。
在卤素( 溴) 的衍生化合物中加入三氧化二锑, 可以增强阻燃作用。三氧化二锑本身没有阻燃作用, 但是,
它与含溴的衍生化合物共同受热时, 可产生如下反应:
Sb2O3+ 6HBr →SbBr3+3H2O ( 9)
SbBr3+3H·→Sb+ 3HBr ( 10)
SbBr3+ H2O→SbOBr + 2HBr ( 11)
SbOBr + H·→SbO+ HBr ( 12)
SbO+ H·→SbOH ( 13)
由此可见, 活性H·被大量消耗的同时, 还产生了大量的火焰抑制剂HBr
, 从而起到更有效的阻燃作用。
2 涤棉混纺织物阻燃整理的几种方法
由于涤棉混纺织物的阻燃整理难度远大于单一纤维织物, 有人主张使用已具有阻燃性能的改性涤纶纤维( 例如Trevira CS或Toyobo GH) 与棉纤维混纺, 再对其织物利用棉型阻燃剂进行处理, 可获得较好的阻燃效果, 而且耐洗性能好。但是, 这种改性的涤纶纤维价格比一般的涤纶纤维贵, 因此以这种方法生产的涤棉混纺织物的阻燃产品并不多见。
浸轧烘焙整理是一种很普遍的后整理方法, 它是将阻燃剂工作液浸轧到织物上, 经烘焙处理使阻燃剂粘
结于织物上而获得阻燃效果。本文采用此后整理方法对涤棉混纺织物进行阻燃整理。
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