新型棉用含膦酸銨活性基阻燃劑的合成與阻燃性能研究.pdf

1、棉織物因具有良好的吸濕性及一定的耐磨性，不易產(chǎn)生靜電，透氣性好等特點，被廣泛用于服裝、家居用品和各種產(chǎn)業(yè)用紡織品。但是棉織物的極限氧指數(shù)在18%左右，屬于易燃材料。據(jù)統(tǒng)計，火災中有50%是由紡織品引發(fā)和傳播的，這使得棉織物的火災隱患非常大。因此，為降低棉紡織品的火災風險，筑起一道火災屏障，提高人們的生命和財產(chǎn)安全保障，棉織物的阻燃整理研究一直是國內(nèi)外研究熱點。目前市場上廣泛應用的阻燃整理劑Pyrovatex CP和Proban雖然阻燃效

2、果好、耐久性能優(yōu)良，但會釋放甲醛，危害人體健康。因此開發(fā)新型高效活性耐久阻燃棉用阻燃劑，具有重要的意義。本文研究內(nèi)容主要包括：
　　以二乙烯三胺五甲叉磷酸為原料反應合成了阻燃劑二乙烯三胺五甲叉膦酸銨（ADTPMPA）。以乙二胺、亞磷酸、甲醛和尿素為原料合成了乙二胺四甲叉膦酸銨（AEDTMPA），并用核磁共振氫譜、碳譜和磷譜進行了結構表征。
　　以二乙烯三胺五甲叉磷酸為原料合成的阻燃劑ADTPMPA，整理的棉織物具有良好的阻燃

3、性能。當ADTPMPA的濃度為70g/L時，整理后棉織物的增重率為14.42%，極限氧指數(shù)為40.0%，具有良好的阻燃性能。經(jīng)30次洗滌之后，極限氧指數(shù)為28.0%，表現(xiàn)為半耐久阻燃性。垂直燃燒測試、錐形量熱分析、熱重分析等測試結果表明經(jīng)ADTPMPA整理的棉織物初始分解溫度降低，燃燒過程中放熱速率變緩，總放熱量減少，殘?zhí)苛吭黾?，熱穩(wěn)定性提高，阻燃整理棉織物表現(xiàn)為凝聚相阻燃。紅外光譜分析表明阻燃劑分子與纖維素之間存在P-O-C鍵，阻燃劑

4、以共價鍵接枝到纖維素上，賦予阻燃棉織物良好的耐洗性能。通過掃描電鏡觀察可知，整理之后棉織物結構基本保持不變。X-射線衍射測試結果表明阻燃整理后棉織物的結晶結構受到輕微的影響，部分形成了纖維素II結晶結構。阻燃棉織物的拉伸強度、折皺彈性、抗彎長度、白度等物理性能的測試結果表明，整理之后棉織物強度受到一定程度的損傷，織物的抗皺性能增加。
　　以乙二胺、亞磷酸、甲醛和尿素為原料合成的阻燃劑AEDTMPA，整理的棉織物表現(xiàn)出出色的阻燃性能

5、。當阻燃劑濃度為60g/L時，整理后的棉織物極限氧指數(shù)為40.5%，經(jīng)30次洗滌之后，極限氧指數(shù)為26.4%，已可作為半耐久阻燃紡織品使用。隨著阻燃劑濃度的增加，整理后棉織物的極限氧指數(shù)提高，耐洗性能加強。當阻燃劑濃度為80g/L時，整理后的棉織物極限氧指數(shù)達到43.6%，經(jīng)50次洗滌之后，極限氧指數(shù)為28.3%，可作為永久性耐久阻燃紡織品使用。垂直燃燒測試、錐形量熱分析、熱重分析等測試表明，AEDTMPA整理后的棉織物阻燃性能好，燃燒

6、過程中放熱量少且放熱速率慢，燃燒之后形成的殘?zhí)苛扛唷y試結果表明阻燃劑AEDTMPA較ADTPMPA阻燃效果更好，整理后阻燃棉織物的極限氧指數(shù)和殘?zhí)苛扛?，表明阻燃劑具有凝聚相阻燃機理。由掃描電鏡分析可知，整理后棉織物結構保持完整，燃燒之后炭架結構也保持良好，燃燒區(qū)域產(chǎn)生的殘?zhí)坷w維表面可看到少量氣泡，除了凝聚相阻燃外，AEDTMPA還顯示了膨脹阻燃作用。紅外光譜表明阻燃劑分子與纖維素之間存在共價鍵P-O-C鍵，阻燃劑與纖維素以共價鍵結