過渡金屬氧化物對粘膠纖維熱穩(wěn)定性與燃燒性能的影響.pdf

1、粘膠纖維是應(yīng)用最廣泛的再生纖維素纖維，原料來源于棉花、麻、樹木、植物秸稈等天然纖維素，具有穿著舒適、染色性好、吸濕性好、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)。但是其極限氧指數(shù)只有20，遇火極易燃燒，因而有必要對其進(jìn)行阻燃改性。
　　本文中選擇幾種過渡金屬氧化物，通過濕法紡絲工藝制備出纖維素/過渡金屬氧化物纖維。通過電感耦合等離子光譜發(fā)生儀、掃描電鏡、X射線衍射分析、熱重分析儀、極限氧指數(shù)儀、錐形量熱儀等測試分析方法，對粘膠纖維、纖維素/ZnO纖維、纖

2、維素/ZrO2纖維、纖維素/TiO2纖維這四種纖維材料的熱性能、燃燒性能等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究分析。
　　通過電感耦合等離子光譜發(fā)生儀(ICP-ES)和X射線衍射分析(XRD)對纖維中的過渡金屬離子的含量和化學(xué)變化進(jìn)行了測試，結(jié)果表明，Zn2+在纖維制備過程中流失嚴(yán)重，在纖維中轉(zhuǎn)化為ZnSO4·6H2O，在灼燒時鋅鹽分解為ZnO，最終以ZnO的形式留在剩余殘渣里。ZrO2、TiO2化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，在纖維制備、灼燒等過程中始終不發(fā)生變

3、化。
　　通過熱重分析儀(TG)對纖維的熱降解過程進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，添加了過渡金屬氧化物的粘膠纖維的熱分解殘余量增加，都能催化纖維素脫水炭化。纖維素/ZnO纖維熱分解溫度明顯提前，而且生成的碳質(zhì)殘渣穩(wěn)定性好。通過掃描電鏡(SEM)觀察得知，纖維素/ZnO纖維灼燒后炭化膨脹，形成較穩(wěn)定的膨脹炭層。纖維素/TiO2纖維的熱分解溫度也明顯提前，但是生成的碳質(zhì)殘渣易于氧化分解，纖維灼燒后殘渣中含有大量的溝壑和裂隙。ZrO2對粘膠纖維的