紡織品阻燃整理技術(shù)的燃燒及阻燃機(jī)理
紡織品阻燃整理技術(shù)的燃燒及阻燃機(jī)理
據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上約20%以上的火災(zāi)事故都是由于紡織品燃燒而引起或擴(kuò)大的,尤其是住宅失火,因紡織品著火或者蔓延而釀成的火災(zāi)事故比例更大。因此,紡織品的阻燃功能對消除火災(zāi)隱患,延緩火勢蔓延,從而降低人民生命財(cái)產(chǎn)損失極為重要。紡織品的阻燃研究首先起步于工業(yè)發(fā)達(dá)國家。許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家制定了相應(yīng)的紡織品阻燃標(biāo)準(zhǔn)及測試方法;有些國家還將紡織品阻燃性能標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合相關(guān)的法律強(qiáng)制執(zhí)行。隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展,旅游、交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,各國工業(yè)部門和研究部門競相進(jìn)行紡織品阻燃整理技術(shù)的研究,以滿足阻燃紡織品不斷擴(kuò)大的需求,并且在國際市場上形成激烈的競爭,從而推動(dòng)了阻燃整理技術(shù)的發(fā)展。
1燃燒及阻燃機(jī)理，所謂“阻燃”,并不是阻燃整理后的紡織品在接觸火源時(shí)不會(huì)燃燒,而是使織物在火中能盡可能降低其可燃性,減緩蔓延的速度,不形成大面積燃燒,而離開火焰后,能很快自熄,不再燃燒或陰燃。阻燃劑與燃燒有著密切的關(guān)系。最新的觀點(diǎn)認(rèn)為燃燒應(yīng)有四要素———燃料、熱源、氧氣、鏈反應(yīng)。而通常織物燃燒又可分為三個(gè)階段,即熱分解、熱引燃、熱點(diǎn)燃,對不同燃燒階段的四要素采用相應(yīng)的阻燃劑加以抵制,就形成了各種各樣的阻燃機(jī)理及中斷阻燃機(jī)理。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果,可以把阻燃機(jī)理大致分成以下幾種。(1)吸熱反應(yīng):也就是除熱。具有高熱容量的阻燃劑,在高溫下發(fā)生相變、脫水或脫鹵化氫等吸熱分解反應(yīng),降低纖維表面和火焰區(qū)的溫度,減慢熱裂解反應(yīng)的速度,抑制可燃性氣體的生成。 (2)形成自由基:阻燃劑吸熱變成氣體,該氣體在火焰區(qū)大量捕捉高能量的羥基自由基和氫自由基,降低它們的濃度,從而抑制或中斷燃燒的連鎖反應(yīng),在氣相發(fā)揮阻燃作用。 (3)熔化理論:在熱和能量的作用下,阻燃劑轉(zhuǎn)變成熔融狀態(tài),在織物表面形成不能滲透的覆蓋層,成為凝聚相和火焰之間的一個(gè)屏障,可阻擋熱傳導(dǎo)和熱輻射,減少反饋給纖維材料的熱量,從而抑制熱裂解和燃燒反應(yīng)。 (4)微粒表面效應(yīng):若在可燃?xì)怏w中混有一定量的惰性微粒,它不僅能吸收燃燒熱,降低火焰溫度,而且能在微粒的表面上將氣相燃燒反應(yīng)中大量的高能量氫自由基,轉(zhuǎn)變成低能量的氫過氧自由基,從而抑制氣相燃燒。 (5)生成不燃性氣體:阻燃劑吸熱分解放出氮?dú)狻⒍趸肌⒍趸蚝桶钡炔蝗夹詺怏w,使纖維材料裂解處的可燃性氣體濃度被稀釋到燃燒極限以下;或使火焰中心處部分區(qū)域的氧氣不足,阻止燃燒繼續(xù)。此外,這種不燃性氣體還有散熱降溫作用。 (6)凝聚相阻燃:通過阻燃劑的作用,在凝聚相反應(yīng)區(qū),改變纖維大分子鏈的熱裂解反應(yīng)過程,促使發(fā)生脫水、縮合、環(huán)化、交聯(lián)等反應(yīng),直至炭化,以增加炭化殘?jiān)?減少可燃性氣體的產(chǎn)生,使阻燃劑在凝聚相發(fā)揮阻燃作用。 由于纖維的分子結(jié)構(gòu)和阻燃劑種類的不同,阻燃作用是十分復(fù)雜的,并不局限于上述的幾方面。為了獲得最佳阻燃效果,應(yīng)使上面所述的機(jī)理盡可能共同起作用,如利用協(xié)同效應(yīng)等。
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