棉用反應(yīng)型阻燃劑的合成及應(yīng)用研究.pdf

1、當今，棉織物是眾多紡織品領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的一種。但由于棉纖維的極限氧指數(shù)僅為18.0，其屬易燃纖維，尤其是近年來隨著棉織物需求量的不斷增加而引起的火災(zāi)數(shù)量呈逐年上升的趨勢。因此，開發(fā)一種高效、廉價的新型阻燃劑并將其應(yīng)用到棉織物的阻燃整理中具有重要的理論研究意義和實際應(yīng)用價值。
　　本論文以三聚氯氰、對氨基苯磺酸鈉、乙氨基磺酸、二乙醇胺和三氯氧磷等為廉價原料合成了兩類新型阻燃劑，即：含芳香環(huán)的反應(yīng)型阻燃劑——富氮三嗪類阻燃劑FR-

2、1和磷氮協(xié)同膨脹型阻燃劑FR-2，以及含脂肪鏈的反應(yīng)型阻燃劑——富氮三嗪類阻燃劑FR-3和磷氮協(xié)同膨脹型阻燃劑FR-4?；诖?，本論文首先通過研究反應(yīng)溶劑、反應(yīng)物料比、縛酸劑和反應(yīng)溫度等反應(yīng)條件對反應(yīng)產(chǎn)率影響的合成工藝條件，我們優(yōu)化出了這兩類反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件；接著，利用IR、1H-NMR和31P-NMR等譜學(xué)知識，我們對上述所合成的阻燃劑進行了準確的分子結(jié)構(gòu)表征；最后，利用熱重分析（TGA）測試對其所合成的阻燃劑的熱性能進行了對比研究

3、，其結(jié)果表明：四種反應(yīng)阻燃劑FR-1、FR-2、FR-3和FR-4均為優(yōu)良的成炭劑。
　　為獲得高性能的阻燃棉纖維，本論文將上述所合成的四種反應(yīng)阻燃劑FR-1、FR-2、FR-3和FR-4成功應(yīng)用到了棉織物的阻燃整理。鑒于此，本論文通過研究不同整理溫度和阻燃劑用量對棉織物阻燃性能影響的整理工藝條件，并采用極限氧指數(shù)（LOI）和垂直燃燒測試對阻燃整理棉織物的阻燃性進行了對比研究，其測試結(jié)果表明：加入上述阻燃劑可有效提高普通棉織物的阻

4、燃性能，即當阻燃劑FR-1和FR-2用量為100g/L以及阻燃劑FR-3和FR-4用量為150g/L時，經(jīng)阻燃整理的棉織物的LOI均大于26（其達到難燃級別）。與此同時，通過熱重分析（TGA）和掃描電鏡（SEM）測試對阻燃整理前后棉織物的熱穩(wěn)定性及表面形態(tài)進行了對比研究，其TGA測試結(jié)果表明：經(jīng)阻燃整理的棉織物的初始降解溫度降低，其殘?zhí)苛孔畲笤黾?0％以上，這說明其熱穩(wěn)定性得到了較大提高；其SEM測試結(jié)果表明：經(jīng)阻燃整理后的棉織物燃燒裂

5、解后的炭層殘渣仍保持著較為完整的纖維狀，這說明其具有良好的阻燃效果。
　　通過LOI和TG測試研究表明含芳香環(huán)阻燃劑FR-1、FR-2相比于含脂肪鏈阻燃劑FR-3、FR-4對棉織物的阻燃整理有更好的阻燃性能及熱穩(wěn)定性。
　　通過改進棉織物的前處理過程和浸軋阻燃整理工藝，經(jīng)FR-2阻燃整理的棉織物的續(xù)燃時間和陰燃時間均為0s，損毀長度約為0cm，達到B1級。其LOI從26.9%增加到31.3%，達到難燃級別。還研究了阻燃棉織物