紡織品阻燃整理技術的燃燒及阻燃機理
紡織品阻燃整理技術的燃燒及阻燃機理
據統計,世界上約20%以上的火災事故都是由於紡織品燃燒而引起或擴大的,尤其是住宅失火,因紡織品著火或者蔓延而釀成的火災事故比例更大。因此,紡織品的阻燃功能對消除火災隱患,延緩火勢蔓延,從而降低人民生命財產損失極為重要。紡織品的阻燃研究首先起步於工業發達國家。許多工業發達國家製定了相應的紡織品阻燃標準及測試方法;有些國家還將紡織品阻燃性能標準結合相關的法律強製執行。隨著城市現代化建設的發展,旅遊、交通運輸業的發展,各國工業部門和研究部門競相進行紡織品阻燃整理技術的研究,以滿足阻燃紡織品不斷擴大的需求,並且在國際市場上形成激烈的競爭,從而推動了阻燃整理技術的發展。
1燃燒及阻燃機理，所謂“阻燃”,並不是阻燃整理後的紡織品在接觸火源時不會燃燒,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,不形成大麵積燃燒,而離開火焰後,能很快自熄,不再燃燒或陰燃。阻燃劑與燃燒有著密切的關係。最新的觀點認為燃燒應有四要素———燃料、熱源、氧氣、鏈反應。而通常織物燃燒又可分為三個階段,即熱分解、熱引燃、熱點燃,對不同燃燒階段的四要素采用相應的阻燃劑加以抵製,就形成了各種各樣的阻燃機理及中斷阻燃機理。根據現有的研究結果,可以把阻燃機理大致分成以下幾種。(1)吸熱反應:也就是除熱。具有高熱容量的阻燃劑,在高溫下發生相變、脫水或脫鹵化氫等吸熱分解反應,降低纖維表麵和火焰區的溫度,減慢熱裂解反應的速度,抑製可燃性氣體的生成。 (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,從而抑製或中斷燃燒的連鎖反應,在氣相發揮阻燃作用。 (3)熔化理論:在熱和能量的作用下,阻燃劑轉變成熔融狀態,在織物表麵形成不能滲透的覆蓋層,成為凝聚相和火焰之間的一個屏障,可阻擋熱傳導和熱輻射,減少反饋給纖維材料的熱量,從而抑製熱裂解和燃燒反應。 (4)微粒表麵效應: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,而且能在微粒的表麵上將氣相燃燒反應中大量的高能量氫自由基,轉變成低能量的氫過氧自由基,從而抑製氣相燃燒。 (5)生成不燃性氣體:阻燃劑吸熱分解放出氮氣、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域的氧氣不足,阻止燃燒繼續。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,在凝聚相反應區,改變纖維大分子鏈的熱裂解反應過程,促使發生脫水、縮合、環化、交聯等反應,直至炭化,以增加炭化殘渣,減少可燃性氣體的產生,使阻燃劑在凝聚相發揮阻燃作用。 由於纖維的分子結構和阻燃劑種類的不同,阻燃作用是十分複雜的,並不局限於上述的幾方麵。為了獲得最佳阻燃效果,應使上麵所述的機理盡可能共同起作用,如利用協同效應等。
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