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新型阻燃剂在涤棉混纺织物中的应用2022-08-29王飞 许艳华 毛安琪 陈波 周伟 传化智联股份有限公司 王飞 许艳华 毛安琪 陈波 周伟 摘要:采用新型阻燃剂配制工作液,对不同混纺比的涤棉织物进行阻燃整理。比较不同混纺比涤棉织物的燃烧性能。结果表明,新型有机磷阻燃剂l#、2#与交联剂3#配制的工作液可使不同混纺比的涤棉织物均达到理想的阻燃效果;pH均为4.0~7.5,可达到A类要幼儿用品标准;甲醛质量分数均小于75 mg/kg,符合B类直接接触皮肤产品的要求;强力损失率较低,最大强损仅为12.9%;经过20次水洗后,整理织物的阴燃时间和续燃时间均为Os.损毁长度均小于150 mm,仍可以达到GB/T 8965-20Q9(防护服装阻燃防护)中的C级,具有良好的耐洗性。 关键词:涤棉混纺织物;阻燃整理;阻燃剂;耐久性 涤棉混纺织物具有非常优良的性能,广泛用于服装、床上用品和室内装饰,但由于涤棉织物存在“烛芯效应”,进行阻燃整理的难度远远大于纯棉和纯涤纶织物[1]。迄今为止,国内外对涤棉混纺织物的阻燃整理进行了大量的实验研究,但涤棉混纺织物整理后的耐久性仍有待进一步的改善[2]。采用涤用阻燃剂1#、棉用阻燃剂2#和交联剂3#配制工作液,通过其协同作用对不同混纺比的涤棉织物进行阻燃整理,可解决涤棉混纺织物阻燃性能不佳的问题,并达到耐久性的要求[3-4]。 1实验 1.1材料与设备 本实验所用织物均为工厂大生产前处理后的织物,织物规格与结构参数见表1。试剂:涤用阻燃剂1#,棉用阻燃剂2#,交联剂3#,双氧水(H2O2,浙江嘉善化学有限公司),烧碱(绍兴市银琪化工有限公司),纯碱(浙江龙山化工有限公司),甲醛捕捉剂(杭州格恩纺织化工有限公司)。 表l织物规格与结构参数 设备:CDYJ-201SY纺织品甲醛测定仪(长春吉大-小天鹅仪器有限公司),YC(B)815D-1型织物阻燃性能测试仪、Y(B)089D型全自动缩水率试验机(温州大荣纺织仪器有限公司),LT2002E电子天平(常熟市天量仪器有限责任公司),YG026H型多功能电子织物强力机(宁波纺织仪器厂),P-BO横式压染树脂机、MINI TENTER连续式定形烘干机(厦门瑞比精密机械有限公司),SHA-C水浴恒温振荡器(金坛市白塔金昌实验仪器厂).FE20实验pH计[梅特勒一托利多仪器(上海)有限公司]。 1.2阻燃整理 1.2.1阻燃剂类型 涤用阻燃剂l#、棉用阻燃剂2#均为磷系阻燃剂,阻燃机理属于凝聚相阻燃和中断热交换阻燃相结合。阻燃后纤维素纤维在燃烧受热时主要表现为炭化和产生N2、CO2:等不可燃气体,这些气体阻断了氧的供应,实现了阻燃增效和协同作用。同时,阻燃剂分解后发生新的反应,吸收了大量的热量,避免了纤维素的分解,起到了阻燃的作用[5-6]。涤纤维阻燃的原理为阻燃抗熔融整理[7],即燃烧时将其炭化,避免“烛芯效应”的出现,从而达到涤棉面料阻燃的目的。 1.2.2阻燃工艺 将6种不同混纺比的涤棉织物放在标准大气环境[温度为(20±2)℃,相对湿度为(65±3)%]下凋湿48 h,使试样吸湿达到平衡状态。 涤用阻燃剂l# 80 g/L,棉用阻燃剂2# 460 g/L,交联剂3# 375 g/L,水85 g/L,轧车压力196.1 kPa,轧液率控制在70%—85%,焙烘温度165℃,焙烘时间120 s; 为洗除未与布面反应的阻燃剂、反应生产的甲醛,并去除异味,在水洗锅内加入双氧水5 g/L、烧碱3 g/L、 纯碱1 g/L、甲醛捕捉剂15g,L,试样和水浴比1:20, 温度90℃,时间15 min.晾干测试。 1.3测试 1.3.1增量率 按GB/T 9995-1997《纺织材料含水率和回潮率的测定烘箱干燥法》测试样布的增重率 1.3.2阻燃性能 按CB/T 5455-2014《纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》用织物阻燃性能测试仪来测定续燃时间、阴燃时间和损毁长度。 1.3.3 pH 按CB/T 7573-2009《纺织品水萃取液pH值的测定》测试样布的pH。 1.3.4甲醛质量分数 按CB/T 2912.1-2009《纺织品甲醛的含量》测试样布的甲醛质量分数。 1.3.5断裂强力和断裂伸长率 按CB/T 3923.1-2013<纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定》测试样布的断裂强力和断裂伸长率。 1.3.6耐洗性 按CB/T 8630-2013《纺织品洗涤和干燥后尺寸变化的测定》进行洗涤(温度50℃),然后测试阻燃性能。 2结果与讨论 2.1织物的垂直燃烧性能 阻燃整理后6种不同混纺比的涤棉织物垂直燃烧实验结果对比见表2。 表2织物的垂直燃烧性能 由表2可以看出,6种不同混纺比的涤棉织物经阻燃整理后均有不同程度的增重,织物5的增重率最高,但损毁长度最长,织物1的损毁长度最短,说明织物5的阻燃难度最大,织物l的阻燃难度最小。由表2 还可以看出,阻燃整理后6种不同混纺比的涤棉织物均无续燃、阴燃现象,并且损毁长度均小于150 mm. 表明阻燃整理织物均符合CB/T 8965-2009《防护服装阻燃防护》中C级的要求,具有较好的阻燃性。在阴燃时间和续燃时间均为Os的情况下,损毁长度越短越好,以垂直燃烧法得出阻燃性能从大到小为:织物l、织物2、织物6、织物3、织物4、织物5。 2.2织物的pH和甲醛质量分数 阻燃整理后6种不同混纺比的涤棉织物pH和甲醛质量分数对比见表3。 表3织物的DH和甲醛质量分数 pH是纺织品中涉及影响人体安全、健康的重要指标之一[8-9]。一般情况下,人体皮肤的pH为5.5~7.0,呈弱酸性。纺织品pH超标会破坏人体的弱酸性环境,引起皮肤瘙痒,并使皮肤容易受到其他病菌的侵害,甚至引发皮炎等皮肤病。由表3可以看出,阻燃整理后6种不同混纺比的涤棉织物pH最高为6.9,最低为6.1,根据GB 18401-2010《国家纺织产品基本安全技术规范》,整理织物的pH符合A类婴幼儿用品标准(4.O~7.5)。 甲醛是原浆毒物,能与蛋白质结合,长时间穿着甲醛质量分数超标的衣服,游离甲醛被吸人人体后慢慢积累,会引起呼吸道疾病,眼刺痛,头痛;若人体长期接触甲醛,还会导致皮炎、皮肤瘙痒甚至溃烂等。织物甲醛质量分数的限定是纺织品非常重要的指标之一[10]。由表3可以看出,阻燃整理后6种不同混纺比的涤棉织物甲醛质量分数为51~55 mg/kg,根据GB 18401-2010《国家纺织产品基本安全技术规范》,整理织物的甲醛质量分数达到B类直接接触皮肤产品的要求。 2.3织物的断裂强力和断裂伸长率 阻燃整理后6种不同混纺比的涤棉织物断裂强力和断裂伸长率见表4。由表4可知,阻燃整理后6种不同混纺比的涤棉织物的经纬向断裂强力均有不同程度的降低,其中织物6的强力损失率最低;但综合来看,6种涤棉织物的断裂强力损失率均较低,最大强损为12.9%,断裂强力损失处于可接受的范围,不影响其使用性能。 表4织物的断型强力和断型伸长率 2.4织物的耐洗性 6种不同混纺比的涤棉织物的耐洗性对比见表5。由表5可以看出,在外力的作用下,阻燃剂与织物结合得非常牢固,6种不同混纺比的涤棉织物阻燃整理后水洗20次几乎对阻燃性能无影响,阻燃效果仍然非常好,续燃时间和阴燃时间均为Os;织物5的损毁长度最长,但整理织物的损毁长度均小于150 mm, 具有良好的阻燃性,水洗20次后6种织物的阻燃性能仍可以达到GB/T 8965-2009《防护服装阻燃防护》中的C级。
3结论 (1)6种不同混纺比的涤棉织物经阻燃整理后, 续燃时间和阴燃时间均为0 8,并且损毁长度均小于150 mm.阻燃整理织物均符合CB/T 8965-2009《防护服装阻燃防护》中C级的要求,具有较好的阻燃性。以垂直燃烧法得出阻燃性能从大到小为:织物l、 织物2、织物6、织物3、织物4、织物5。 (2)经阻燃整理后,6种不同混纺比的涤棉织物的pH均为4.0—7.5,达到GB 18401-2010《国家纺织产品基本安全技术规范》中的A类婴幼儿用品标准, 甲醛质量分数均小于75 mg/kg,达到B类直接接触皮肤产品的要求。 (3)经阻燃整理后,6种不同混纺比的涤棉织物经纬向断裂强力损失率较低,最高强损只有12.9%, 处于可接受范围,不影响其使用性能。 (4)经阻燃整理后,6种不同混纺比的涤棉织物经20次水洗后,阴燃时间和续燃时间均为Os,损毁长度均小于150 mm,仍可以达到GB/T 8965-2009 《防护服装阻燃防护》中C级的要求。 参考文献: [1]NEUMEYER J, WADSWORTH J. KNOEPFER N B,et al- Thermogravimetrle analysis of polyester/cotton blends treated with Thpc-urea-poly(vinyl bromide)[J].Thermochimica Acta. 1976.16:133-148. [2]王晓春 傅裕 阻燃涤纶/棉织物的阻燃整理[J]印染,2009 (1):10-12,26. [3]章梦洁 伍仲 方圆 涤棉混纺织物阻燃性能的实验分析[J].浙江理工大学学报,2013,30(1):36-38 [4]戴姗姗 赵敏 周翔 涤棉混纺织物的阻燃整理[J]印染. 2006(11):1-5. [5]李瑞芬 纯棉织物阻燃整理耐久性的研究[J]印染助剂, 2004(3):11-14. [6]李红 郑来久 亚麻织物阻燃整理的技术探讨[J]印染助剂,2004(1):50-51. [7]孙玉发,陈迎春,周向东.涤纶织物耐久性阻燃剂的合成与应用[J].印染助剂,2017(10):22-25. [8]霍金花.生态纺织品检测之二纺织品水萃取液pH值的检测[J].中国纤检,2005(11):22-24. [9]苗建萍,王维刚.准确测定纺织品水萃取液pH值[J]中国纤检,2005(9):18-19. [1O]董会玲,殷习玉,杨元萍.纺织服装中甲醛含量不合格的原因及控制[J]中国纤检.2011(20):43-44. |