棉用無鹵磷氮硅阻燃劑的制備及其應用研究.pdf

1、在服裝、家具以及各種工業(yè)用品中都可以看到棉纖維的身影，比如醫(yī)療器械和防護服等，棉纖維已經成為我們生活中不可或缺的一份子。盡管棉纖維具有優(yōu)良的透氣性、舒適性以及吸濕性，但是其非常易燃，其氧指數只有18％，完全限制了棉纖維的應用。為了擴大棉纖維的應用范圍，并且能夠滿足相關消防法規(guī)條例，研究具有無鹵環(huán)保，低煙低毒，高效阻燃效率的棉用阻燃劑具有重要的科學意義和應用前景。
　　本文以二氯磷酸苯酯、硅烷偶聯(lián)劑KH550、三聚氯氰為主要原料合成

2、了兩個無鹵環(huán)保的，具有多活性基的綠色阻燃劑：PSD-Si與TCT-Si。通過1H-NMR、31P-NMR、FTIR對二者的結構進行了表征，證明二者均成功合成。并通過考察反應時間、投料比、溶劑類別、反應溫度、縛酸劑種類對產率的影響，得出了阻燃劑TCT-Si的最佳合成工藝條件；采用熱重分析（TGA）測試對阻燃劑TCT-Si的熱性能進行了分析研究，結果表明該阻燃劑具有較好的熱穩(wěn)定性與較高的成炭性。
　　采用二浸二軋工藝，對棉織物進行阻燃

3、整理，將阻燃劑PSD-Si與TCT-Si整理到棉織物上。通過氧指數測試（LOI）與垂直燃燒測試（VFT）考察阻燃劑用量、催化劑用量、催化劑種類對整理后棉織物阻燃性能的影響，得到了阻燃劑整理棉織物的最佳阻燃整理工藝條件，并對阻燃整理后的棉織物進行了全反射紅外測試（ATR-FTIR），證明阻燃劑與棉織物以化學交聯(lián)的方式成功接枝到了棉織物上。通過TGA測試與微型量熱測試（MCC）對不同催化劑用量阻燃棉織物的熱性能與燃燒性能進行了系統(tǒng)研究，證明

4、催化劑的加入均有利于阻燃棉織物成炭率的提高以及熱釋放的降低，最佳工藝條件下，PSD-Si阻燃棉織物700℃成炭率39.4%，TCT-Si阻燃棉織物700℃成炭率43.4%，對應熱釋放峰值分別降低81.8%與85.6%；通過接觸角測試，證明經PSD-Si整理的棉織物具有親水性，經TCT-Si整理的棉織物具有疏水性；通過掃描電鏡和拉曼光譜測試對阻燃前后以及燃燒前后棉織物的形貌進行了分析研究，測試結果表明阻燃劑成功接枝到棉織物中，燃燒后棉織物

5、結構依然保持完整，拉曼光譜測試（Raman）表明阻燃后的炭層微晶尺寸變小，炭層質量提高，這說明阻燃劑PSD-Si與TCT-Si有利的提高了棉織物的熱穩(wěn)定性與成炭性，進而提高了棉織物的阻燃性。
　　通過改進阻燃整理工藝，對阻燃劑PSD-Si與TCT-Si的耐水洗性進行了分析研究。水洗測試表明，二者水洗后均有一定的耐久性，5次水洗后氧指數仍然能夠達到26.0%；全反射紅外測試表明，經過多次水洗，依然有部分阻燃劑存在與棉織物中，說明阻燃

6、劑與棉織物發(fā)生了一定的化學交聯(lián)；TGA與MCC表明，阻燃棉織物經過50水洗后，依然具有較高的熱穩(wěn)定性，同時能夠有效降低熱量的釋放；掃描電鏡測試與拉曼光譜測試表明，經過多次水洗，棉織物上依然有部分阻燃劑存在，說明該部分阻燃劑與棉織物發(fā)生了化學交聯(lián)，且燃燒后棉織物殘?zhí)拷Y構保持完整，炭層質量提高，證明阻燃劑PSD-Si與TCT-Si具有一定的耐久性。經過50次水洗后，經過TCT-Si整理的棉織物阻燃性要高于經過PSD-Si整理的棉織物，綜上所