中文名 | 難燃纖維 | 外文名 | Flame retardant fiber |
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類????型 | 高技術纖維新材料 | 別????名 | 阻燃纖維 |
定????義 | 指在火焰中僅陰燃 |
纖維的阻燃由燃燒過程可以看出,就是設法阻礙纖維的熱分解,抑制可燃性氣體生成和稀釋可燃性氣體,改變熱分解反應機理(化學機理),阻斷熱反饋回路,以及隔離空氣和熱環(huán)境,來達到消除或減輕燃燒三要素(可燃物質(zhì)、溫度、氧氣)的影響,而達到阻燃目的的。通常纖維阻燃的機理主要有以下幾種,阻燃效果較理想的是這些作用機理的復合。阻燃作用的機理有物理的,也有化學的,根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果,可歸納為以下幾種:
(1)吸熱作用。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反應,降低纖維材料表面和火焰區(qū)的溫度,減慢熱裂解反應的速度,抑制可燃性氣體的生成。
(2)覆蓋保護作用。阻燃劑受熱后,在纖維材料表面熔融形成玻璃狀覆蓋層,成為凝聚相和火焰之間的一個屏障。既隔絕氧氣、阻止可燃性氣體的擴散,又可阻擋熱傳導和熱輻射,減少反饋給纖維材料的熱量,從而抑制熱裂解和燃燒反應。
(3)氣體稀釋作用。阻燃劑吸熱分解釋放出氮氣、二氧化碳、二氧化硫和氨等不燃性氣體,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。它們的阻燃作用大小順序是:N2>CO2>SO2>NH3。
(4)凝聚相阻燃。通過阻燃劑的作用,在凝聚相反應區(qū)改變纖維大分子鏈的熱裂解反應歷程,促使發(fā)生脫水、縮合、環(huán)化、交聯(lián)等反應,直至炭化,以增加炭化殘渣,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。凝聚相阻燃作用的效果,與阻燃劑同纖維在化學結(jié)構(gòu)上的匹配與否有密切關系。
(5)氣相阻燃。添加少量抑制劑,在火焰區(qū)大量捕捉輕質(zhì)自由基和氫自由基,降低自由基濃度,從而抑制或中斷燃燒的連鎖反應,在氣相發(fā)揮阻燃作用。氣相阻燃作用對纖維材料的化學結(jié)構(gòu)并不敏感。
(6)微粒的表面效應。若在可燃氣體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,會如同容器的壁面那樣,在微粒的表面上,將氣相燃燒反應中大量的高能量氫自由基,轉(zhuǎn)變成低能量的氫過氧基自由基,從而抑制氣相燃燒。
(7)熔滴效應:某些熱塑性合成纖維,如聚酰胺、聚酯,在加熱時發(fā)生收縮熔滴,與空氣的接觸面積減少,甚至發(fā)生熔滴下落而離開火源,使燃燒受到一定的阻礙。
賦予纖維阻燃性能的方法主要有提高成纖高聚物的熱穩(wěn)定性和纖維改性兩種方式。
1、提高成纖高聚物的熱穩(wěn)定性
纖維的裂解是纖維燃燒的最重要的環(huán)節(jié),因為裂解將產(chǎn)生大量的裂解產(chǎn)物,其中可燃性氣體或揮發(fā)性液體將作為有焰燃燒的燃料,燃燒后產(chǎn)生大量的熱,又作用于纖維使其繼續(xù)裂解,使裂解反應循環(huán)下去。提高成纖高聚物的熱穩(wěn)定性即提高熱裂解溫度,抑制可燃性氣體的產(chǎn)生,增加炭化程度,從而使纖維不易燃燒??捎幸韵聨追N途徑:
(1)在大分子鏈上引入芳環(huán)或芳雜環(huán),增加分子鏈的剛性,提高大分子鏈的密集度和內(nèi)聚力來增加纖維的熱穩(wěn)定性。
(2)通過纖維中線型大分子鏈間交聯(lián)反應變成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu),從而阻止碳鏈斷裂,成為不收縮不熔融的纖維。
(3)通過大分子中的氧、氮原子與金屬離子螯合交聯(lián)形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),提高熱穩(wěn)定性,促進纖維大分子受熱后炭化,從而具有優(yōu)異的阻燃性。
(4)將纖維在高溫(200-300℃)空氣氧化爐中處理一定時間,使纖維大分子發(fā)生氧化、環(huán)化、脫氧和炭化等反應,變成一種多共軛體系的梯形結(jié)構(gòu),從而具有耐高溫性能。
2、纖維改性
纖維改性有共聚法、共混法和纖維后處理法等。
(1)共聚法:在成纖聚合物的合成過程中,把含有磷、硫、鹵素等阻燃元素的化合物作為共聚單體引入到大分子鏈中,經(jīng)紡絲制成阻燃纖維。
(2)共混法:將阻燃劑加入紡絲熔體或漿液中進行紡絲,即成為阻燃纖維。 (3)纖維后處理:在高聚物成纖后,用高能射線或引發(fā)劑使纖維與乙烯基形成的阻燃單體接枝共聚,或是用含有添加型阻燃劑的溶液處理濕法紡絲過程中的初生纖維,使阻燃劑滲入到纖維內(nèi)部,從而使纖維獲得持久的阻燃性能。 2100433B
阻燃纖維是在國家“863”計劃研究成果基礎上開發(fā)的一種具有阻燃抗熔滴性能的高技術纖維新材料。該產(chǎn)品采用新一代纖維阻燃技術——溶膠凝膠技術,使無機高分子阻燃劑在粘膠纖維有機大分子中以納米狀態(tài)或以互穿網(wǎng)絡狀態(tài)存在,既保證了纖維優(yōu)良的物理性能,又實現(xiàn)了低煙、無毒、無異味、不熔融滴落等特性。該纖維及紡織品同時具有阻燃、隔熱和抗熔滴的效果,其應用性能、安全性能和附加值大大提高,可廣泛應用于民用、工業(yè)以及軍事等領域。
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兩個不同概念,阻燃某種物質(zhì)阻止其他物質(zhì)燃燒的能力,如往火焰上澆水或用沙子覆蓋火焰,水或沙子均可阻止燃燒。難燃是物質(zhì)自身的特性,如濕的木料不易點燃,而干木材極易點燃。還有的物質(zhì)自身很難燃燒,如用酚醛樹脂...
筑裝修材料燃燒性能等級應分為四級:A級,不燃性;B1 級,難燃性;B2級,可燃性;B3級,易燃性 A級是完全不燃燒的,基本上室內(nèi)設計中的廚房是達不到這個要求的。為了你自己的安...
與火源接觸后,纖維不能燃燒(如玻璃纖維),或燃燒反應不充分,僅有較小火焰燃燒(如氯綸),火源撤走后,火焰能較快地自行熄滅的纖維都可稱作阻燃纖維。根據(jù)纖維的極限氧指數(shù)(LOI)值,合成纖維可分為五個等級:LOI>30為阻燃一級(不燃), LOI為27-30為阻燃二級(難燃),LOI為24-27為阻燃三級(阻燃),LOI為21-24為阻燃四級(可燃),LOI<21為易燃。
正在生長的植物、粗大的倒木、腐朽木、腐殖質(zhì)、泥炭等不易引燃、燃燒緩慢的可燃物。
阻燃纖維是在國家"863"計劃研究成果基礎上開發(fā)的一種具有阻燃抗熔滴性能的高技術纖維新材料。該產(chǎn)品采用新一代纖維阻燃技術--溶膠凝膠技術,使無機高分子阻燃劑在粘膠纖維有機大分子中以納米狀態(tài)或以互穿網(wǎng)絡狀態(tài)存在,既保證了纖維優(yōu)良的物理性能,又實現(xiàn)了低煙、無毒、無異味、不熔融滴落等特性。該纖維及紡織品同時具有阻燃、隔熱和抗熔滴的效果,其應用性能、安全性能和附加值大大提高,可廣泛應用于民用、工業(yè)以及軍事等領域。