毛型阻燃面料的研发
毛型阻燃面料的研发
摘要：目前阻燃纺织品缺乏高性能、中低价位、综合性能好的阻燃纤维原料%现有阻燃面料的设计多侧重于高温火焰作业环境下的防护功能,尚缺乏兼具舒适性、经济性和良好外观的阻燃面料。羊毛是天然纤维中阻燃效果最好的纤维,毛型阻燃面料有助于提高舒适性、经济性和外观手感,适合更加广泛的使用对象,有良好的应用前景。利用自行研发的纤维小样混合装置制样并进行小样燃烧试验,可快速进行羊毛、阻燃羊毛、聚芳嚷二哇、间位芳纶、阻燃粘胶等纤维的多种混配方案的阻燃性能测试,由此得到纤维混配方案。由小样燃烧实验看出普通羊毛与经阻燃剂整理的羊毛在混纺体系中没有明显的阻燃性能差异%在阻燃纤维中添加∀&以内的普通羊毛仍可保持良好的阻燃性能。采用聚芳啥二哇纤维、间位芳纶、粘胶纤维等,可以兼顾面料的舒适性和阻燃效果。此基础上试制了种毛型阻燃面料,具有良好的毛型感和穿着舒适性。
关键词:阻燃%,毛型面料%,聚芳嗯二哇纤维,间位芳纶%,舒适性
研究背景
火所拥有的强大能量,在使人类走向文明、走向胜利的同时,也会给人类造成灾难。建筑物和住宅火灾的发生,往往是由纤维制品作为最初引燃物而蔓延成为火灾的。高分子材料多数容易燃烧,纤维材料因其比表面积大,比同质密实物体更易发生燃烧。其中熔纺合成纤维还存在熔融滴落致人烫伤问题、一部分纤维包括阻燃纤维,在燃烧时还会产生有毒气体致人中毒或窒息。
我国目前在纺织品阻燃方面,存在如下几个方面的问题亚待解决,阻燃纤维生产技术尚较落后。对本质阻燃纤维而言,虽然我国逐渐拥有芳纶!!、芳矾纶、宝德纶等高性能本质阻燃纤维的生产能力,但价格偏高,对多数企业用户而言尚难接受,且常缺乏可染性,原液着色阻燃_______纤维的价格则更贵%一些较低价位的阻燃纤维分别存在着强度低、可纺性差、发烟多甚至有毒、尺寸稳定性及手感差、舒适性差等缺点%对于阻燃涤纶等改性的热塑性阻燃纤维,通常以熔滴作为实现阻燃的手段,存在致人烫伤的可能性%对于整理型阻燃纺织品则较难兼顾阻燃效果及洗涤耐久性、手感和舒适性等综合性能阻燃产品的法规和标准尚不完备,对各种人群的阻燃防护尚不够广泛具体。我国目前对消防、焊接等日常作业中接触高温火焰或熔体的特殊工作岗位的阻燃防护服装,已经有了一系列防护服标准,并且还在不断增加 如电弧防护服等标准正在起草过程中∋%对公共场所的阻燃制品也颁布了相关国家标准及安全规范。但是,实际上应该防护的人群和场合还有很多。国际上通常对如下对象进行重点防护并制定法规∃灭火消防和避难困难的场所%剧场商店等人员聚集众多的场所%婴幼儿、老人、病员等缺乏自救能力的人群及所在的场所%使用大量布幕的场所 如摄影棚∋%以及使用遮布的场所 如工地∋。相比之下,目前我国的阻燃标准和消防法规所形成的保护面还比较狭窄,对有遇火危险的企业中的管理人员没有适当的防护服装,对汽车用纺织品、地毯、玩具等产品的阻燃性能尚未建立系统严密的标准体系以控制其阻燃性能%∋阻燃纺织产品的性能指标还较多侧重于纺织品的燃烧状态,对于隔热效果在
一,防护服装阻燃服标准中开始采用热防护系数/ 00指标,但)∗! 1 # , !一∀−阻燃织物标准中,无论是装饰用织物、交通工具内饰.用织物、还是阻燃防护服用织物,均不考核热防护系数/ 00,即织物的隔热性能%阻燃织物标准和阻燃防护服标准均未考核发烟量及毒性%2∋阻燃纺织产品在服用性能和结构设计上停留在普通工作服的水平。虽然在兼顾阻燃防护性能和穿着舒适性及外观造型方面的确存在一些技术难点,但在设计者的设计理念中还是侧重于阻燃效果,没__>P_?有重视舒适性、由服装结构决定的使用便利性、以及外观造型。事实上,任何一件阻燃防护服,在其使用期限内,真正遭遇高温火焰的机会是不多的,但是如果这个阻燃防护服穿着不舒服,使用者就会选择不穿这个防护服,这时候就会导致一旦发生火灾,就丧失了防护作用%如果采用强制手段让作业者穿不舒服的防护服,则会导致工作效率下降、以及作业者随意改变穿着方式以应付管理者,而实际上仍然没有起到必要的防护效果。此外,对于某些存在遭遇高温火焰可能性的非一线作业人员例如科室管理人员∋,更需要有在外观上接近正装、在性能上兼具阻燃性和舒适性的服装,在办公室和车间两种工作场所均可穿着使用的服装。这种服装面料对实施自我保护存在障碍的消费者 如病人、智障者∋也是十分需要的。总之,在目前的技术经济条件下,设计研制中低价位、中高性能,兼顾舒适性和阻燃性能的阻燃面料,是十分必要的。
二、研发思路
目前可供选用的阻燃纤维品种比较有限,特别是较低价位、较高性能的阻燃纤维更难得到。这种状态在国外也是如此,只是发达国家有较强的经济承受能力、且有比较严格的法规规定必须达到一定的阻燃标准,故国外阻燃制品较多采用了芳纶!、3 4 56 4(等高级阻燃纤维。而毛纤维是天然纤维中最不易燃烧的纤维品种。因其化学构成中含有比较丰富的氮元素含氮量!−&∋,在燃烧过程中可能生产不燃的含氮气体,从而稀释氧气等可燃气体的浓度%并且有较高的回潮率!&一!2 &∋、较低的燃烧热值∀78 9:∋、故着火温度高# 1一−℃∋、极限氧指数达到∀#.∀&。未经阻燃处理的毛纤维与其它阻燃纤维混纺时即有可能造成氮、磷、卤素等多种元素的协调效应,故实验证明,将∀&普通毛纤维与其它阻燃纤维混纺,面料即可得到良好的阻燃效果。毛纤维也可以采用预先进行阻燃整理的方法,这在毛纺织厂进行研发时是非常方便的,例如在条染工序加入澳锑协效阻燃剂、氟硼酸锌阻燃剂、氟错酸钾或氟钦酸钾阻燃剂,可达到良好的阻燃效果。并且毛纤维具有良好的手感和穿着舒适性,其价格与本质阻燃纤维相比还比较便宜,故采用部分普通羊毛、或者是经过阻燃整理的羊毛与其他阻燃纤维混纺,可以得到兼顾阻燃性、舒适性和手感,且价格相对低廉的阻燃面料。在与之混纺的纤维选择上,遵循了在羊毛纤维之外不再采用非阻燃纤维、以免需要另作阻燃处理的研发思路。为了使制品具有良好的色彩并且容易根据需要染成不同的颜色,拟采用具有良好染色性能的聚芳嚷二哇纤维0; <宝德纶∋、间位芳纶、阻燃粘胶纤维、阻燃维纶、睛氯纶等纤维。为了兼顾抗静电性能,拟添加! &以内的有机导电短纤维。此外,从力学性能、阻燃性能、价位等方面对比,聚芳啥二哇纤维与间位芳纶比较接近,耐热性能优于间位芳纶,两者基本上可以相互替换使用,但有实验表明,两者混用时阻燃性能优于单独使用时的效果。在强调降低成本时,可适当使用一定比例的阻燃维纶%在不限制燃烧后的发烟量时也可以采用一部分睛氯纶,以降低成本。
三、实验结果与讨论
军需装备研究所与江苏吉泰毛纺织染厂合作,进行了一系列毛型阻燃面料的研发。本研究中的工作重点在于纤维混比的确定。根据拟定的使用场合,准备从羊毛、阻燃羊毛、聚芳嗯二哇纤维、间位芳纶、阻燃粘胶和有机导电短纤维中寻找具有良好阻燃效果和毛型感的纤维混比配方,特别是羊毛品种 普通羊毛、阻燃羊毛∋和用量的确定。
第届全国毛纺年会论文
采取模型小样制备及燃烧实验快速预选毛纤灯,在固体的间距和时间条件下进行燃烧试验,维及各种典型阻燃纤维的初步搭配方案。军需装可以根据纤维素的燃烧状态看到各种混比条件下备研究所设计了一个粘有绒布的可转动的圆筒作的燃烧状态。表!所示为同一混比采用两次小样为多种纤维的混合装置,在辊筒转动的状态下将试验后的综合情况。多种纤维附着到辊筒表面,纤维铺撒均匀并成为由表!的(="与∀=小样、=与2=、#=小样、−=纤维网后再用一根针将纤维网挑断,收拢成为纤与1=小样的燃烧状态对比结果看,在含有较多阻维束,再将纤维束重新铺撒附着到辊筒上,反复燃纤维0;" <或0; <与芳纶混合∋的前提下,普再三,可以达到将多种纤维混合均匀的效果。
在通羊毛与阻燃羊毛的加入,最终混合体的阻燃性固定纤维总量及预先计量各种纤维重量比的前提能差异不大。并且还可以看出,在羊毛 无论是下,最终得到的纤维束具有基本确定的混比和线普通羊毛还是阻燃羊毛∋的含量高于∀&以后,密度。再进行一定的加捻程度控制及用细金属丝整个样条均会被烧通,没有阻燃效果。此外,0; <绑成一定的紧密程度,固定在支架上,采用酒精和芳纶的相对比例也不太影响其燃烧特性。
四、结论
(∋采用约∀&左右的羊毛纤维与其它阻燃纤维混纺,制成的毛型阻燃面料具有良好的阻燃效果%∀∋在阻燃纤维中混入普通羊毛和阻燃羊毛,在阻燃性能上没有显着差异%∋可以根据染色性能、限制发烟要求、强度、舒适性、成本等多方面的要求,决定羊毛以外的其它阻燃纤维的品种和混纺比例。
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