纺织品面料的热裂解,纤维素的热裂解
纺织品面料的热裂解,纤维素的热裂解,纤维素纤维的热裂解过程,涤纶面料的热裂解
纤维的热烈解在纺织品面料的燃烧过程中是一个至关重要的步骤，他决定裂解产物的组成的比例，与能否续燃关系极大。了解纺织品面料的热裂解即热裂解的产物，可以帮助人们研制阻燃剂、制定纺织品面料的阻燃整理工艺。
纤维素纤维是天然高分子材料，其主要成分是纤维素，纤维素是有许多脱水的B-葡萄糖（C6H10O5）以1,4-苷键连接的多糖类。
纤维素纤维受热不熔融，遇火焰后燃烧较快。纤维素受热后产生热裂解，裂解产物为固态、液态物质和挥发性气体。纤维的燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧（银燃）。有焰燃烧主要是纤维受热烈届时产生的可燃性气体或挥发性液体的燃烧，而阴燃则是固体残渣（主要是碳）的氧化，有焰燃烧所需温度比阴燃要低得多。纤维素的裂解使纤维燃烧最重要的环节，因为裂解将产生大量裂解产物，其中可燃性气体和挥发性液体将作为有焰燃烧的燃料，燃料后产生大量的热，有作用于纤维使其继续裂解，使裂解反应循环进行。
1.纤维素纤维的热裂解过程
一般认为，纤维素纤维的裂解反应为纤维素脱水炭化，产生水、二氧化碳和固体残渣；纤维素通过结聚生成不挥发的液体L_葡萄糖，而后L_葡萄糖的裂解产物发生氧化，燃烧产生大量热，引起更多纤维素发生裂解。这两个反应相互竞争，始终存在与纤维素裂解的整个过程中。
通过实验发现，纤维素纤维的热裂解可以分为三个阶段：初始裂解阶段、主要列阶段和残渣解阶段。
温度低于3700C的裂解属于初始裂解阶段，这个阶段是纤维素裂解的开始，主要表现为纤维物理性能的变化及少量失重。纤维素纤维的初始裂解阶段主要与纤维素纤维中的无定形部分有关。
温度在270~4300C的裂解是主要裂解阶段。这一阶段纤维的失重速率很快，失重量很大。裂解的大部分产物在这一阶段产生，左旋葡萄糖是主要中间裂解产物，再由它分解成各种可燃性气体。纤维素纤维的主要裂解阶段发生在纤维的结晶区。
温度高于4300C时，纤维素纤维的裂解属于残渣解阶段。在纤维素的裂解过程中，脱水、碳化反应与生成左旋葡萄糖的裂解放映始终相互竞争，存在于整个裂解过程中。到了残渣裂解阶段后，脱水、碳化裂解反应的方向更加明显，纤维素燃烧残渣继续脱水、脱羧，放出水和二氧化碳等物质，并进行重排反应，形成双链、羰基和羧基产物，残渣中碳含量越来越高。
由于纤维素种类或实验条件不同，纤维素纤维裂解的三个阶段温度范围会有变化，单纤维素纤维裂解的阶段性总是存在的，这是由纤维素纤维微结构的特点所决定的。从初始裂解阶段到主要裂解阶段，其实质就是从无定形区到结晶区的一个裂解过程。
2.纤维素纤维的热裂解产物
纤维素纤维的裂解是决定纤维燃烧性能的关键。纤维素纤维的裂解产物中，大部分是纤维燃烧的燃料。研究纤维阻燃前后裂解产物的变化及裂解产物的认定，对研究纤维素纤维的燃烧及阻燃机理非常有意义。
国外有文献介绍，纤维素纤维裂解产物确定的有12种，主要有醛、酮、呋喃、糠醛和和葡聚糖等。。国内有人做出裂解气相色谱图后，认定棉纤维有45个色谱峰，人工拣出的裂解产物有21个峰，含28中裂解产物，其中有2种为可能裂解产物；阻燃棉纤维检出24种裂解产物，其中有2种可能是裂解产物。近年有人利用PY–GC–MC色质联用仪研究棉纤维的热裂解产物，其结果与以前的结果有所不同。棉纤维裂解产物及其含量见表9-2.在所有的裂解产物中，只有水、二氧化碳是不燃烧的，而醇、醛、醚、酮、酯、呋喃、苯等都是易燃的。这在研究阻燃整理和阻燃剂时都是非常重要的。通过阻燃整理时这些易燃物质减少或将其封闭，可以达到阻燃的目的、
一、涤纶面料的热裂解
涤纶面料是应用较广的合成纤维之一，它的燃烧与其他合成高分子材料一样。涤纶与高温热源接触，吸收热量后发生热裂解反应生成易燃气体，易燃气体在空中（氧）存在的条件下，发生燃烧，燃烧产生的热量被纤维吸收后，又促进了纤维继续热裂解和进一步燃烧，形成一个循环。合成纤维持续燃烧，必须具备下列条件：
（1）高聚物裂解，能产生可燃气体；
（2）燃烧产生的热量，足以加热高聚物，使之连续不断的产生可燃气体；
（3）产生的可燃气体能与氧气混合，并扩散到己点燃的部分；
（4）燃烧部分蔓延到可燃气体与氧气的混合区域中
针对这四个条件，人们提出了阻燃的基本原理：减少（或者基本没有）热裂解气体的生成，阻碍气相燃烧的基本反应，吸收燃烧区域的热量，稀释和隔离空气。
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