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阻燃纤维范文1
1 前言
复合材料的阻燃性主要和阻燃剂有关，本文对复合材料的制备和性能作出分析，主要的研究内容有：人造板平压工艺制备方法，采用木纤维-聚丙烯作为原料，研究影响复合材料性能的因素，确定可提高复合材料阻燃性的主要因子，作为选择阻燃剂的基础依据；其二是研究了阻燃性复合材料的相关内容，包括在第一项研究内容基础上进行阻燃剂的选择和生产技术的研究，针对复合材料原料（木纤维、聚丙烯），的特点提供几种可靠的阻燃剂，并对其性能的影响因素进行变量分析，以制备出具有最优良性能的阻燃型木纤维-聚丙烯复合材料。
2 人造板平压工艺
阻燃型木纤维-聚丙烯适合使用人造板平压工艺制备，工艺过程是在常温状态下把木料和塑料混合，通过热压制成复合型材料，人造板平压工艺中木材是复合材料的主体，而塑料则是作为各层间的胶黏剂，也可添加其他少量的偶联剂。复合材料中木质材料含量超过一半，最好可达95%左右，这种工艺对原材料的要求较低，粉末、纤维都可以，人造板平压工艺的研究最初在欧美开始，近几年的相关研究资料比较少，因为目前的研究方向主要在攻克复合材料的功能上，而且这种工艺的生产需要投入的劳动力较大，而且产品的外形不够多样，过于简单，很难降低制备成本，其使用具有一定的局限性，只适合在高动力价格较低的国家。人造板平压工艺法制备的复合材料环保无害，由于我国劳动力成本低，此种工艺很适合在我国发展。
3 原料的选择和制备
3.1 塑料
废品中的塑料编织袋原料为聚丙烯塑料（PP），可大量用于复合材料制备，回收后进行粉碎处理，将碎片通过2mm孔径筛分，大尺寸的继续粉碎筛选，这种塑料具有薄的优点，形态、性质与木纤维相似，适合作为人造板平压工艺制备复合材料。
3.2 补强剂
某些特定的时候，加入阻燃剂会导致木纤维、塑料的性能下降，因此需要在制备材料中加入补强剂，补强剂可以保持材料的物理性能，试验中常使用的补强剂有异氰酸酯（PAPl）、三聚氰胺树脂胶粘剂。
3.3 木纤维
筛选机可以筛选出三种不同尺寸的木纤维，尺寸的测量采用筛分仪，筛选以后的木纤维要用烘箱烘干，使含湿量保持在2%以下。
3.4 实验设备
试验中使用的设备有塑料粉碎机、筛选机、筛分仪、鼓风干燥箱、拌胶机、热压机、断面密度测量仪、万能力学实验机仪。
4 木纤维—聚丙烯复合材料的影响因素
4.1 聚丙烯含量对复合材料性能的影响
聚丙烯含量对复合材料性能有显著的影响。在物理性能方面，聚丙烯是影响复合材料24hT8、IB性能的首要因素，适合含量的聚丙烯对复合材料的性能起积极作用，在一定范围内随着聚丙烯的增加，纤维间的塑料含量也增加，胶结量增大，强度明显提高。聚丙烯属于憎水性物质，在水中很难发生化学反应，因此提高复合材料中的聚丙烯含量可以提高成品的耐水性能。在塑料加工过程中，塑料的含量不能过低，否则会使成品外观粗糙，在熔融状态下塑料和木纤维的混合性很高且十分均匀，人造板平压法制备复合材料中就是用塑料作胶黏剂。适当提高塑料含量有利于提高材料的物理性能。
4.2 密度对复合材料性能的影响
成品的密度是影响复合材料MOE、MOR性能的首要因素，在一定的范围内，随着密度的提高，材料的性能也会相应的提高，密度的提高不仅仅是质量的增加，同时还会使木纤维和塑料融合度更好，高密度的材料通常具有极好的抗弯能力，同理，增加密度可以使聚丙烯和木纤维更好的结合，减小材料的缝隙，提高材料的强度，因此成品具有高强度耐磨性和耐水性。
4.3 补强剂对复合材料性能的影响
补强剂主要用于提高木塑复合材料的物理性能，补强剂对调高复合材料的抗弯能力效果不大，对24llTS、m和BTIB三种性能的影响也很小，其作用主要是作为填充材料，使木纤维和聚丙烯更加贴合，还能提高胶合界面的相容性，对提高复合材料的强度有一定的影响，同时可以改善复合材料的综合性能，因此实际中酌量添加。
4.4 纤维对复合材料性能的影响
纤维的形态对复合材料也有一些影响，但是同其他因素相比影响较小，不同尺寸的纤维对材料性能的影响不同，且不可忽视，结合后的纤维对提高抗弯能力效果最好的是中粗纤维，与密度梯度对复合材料性能的影响规律相符合，通常加工中使用的都是40目以下的木粉，一方面有增强塑性的作用，另一方面又防止加工困难。本文研究时应用人造板平压法制备复合材料，加工过程中对纤维的尺寸没有过多的要求，一般使用中粗的纤维，因为中粗的纤维可以提高阻燃型木纤维-聚丙烯复合材料的防潮性能。
5 阻燃型复合材料的性能
5.1 阻燃剂对相容界面的作用
阻燃剂在制备热压过程中能够有效提高木纤维的活性，实现了木纤维之间的键合，从而提高材料的强度，这一现象可以用扩散理论解释，木纤维的自由性提高则可以促进自由能力低的聚丙烯在木纤维表面加快扩散，使木纤维和聚丙烯结合面处的相容性提高。木纤维和聚丙烯界面相容性与复合材料的复合强度有关，中科院在对木纤维聚丙烯复合材料的研究中发现，在分析木纤维塑料界面和胶合板性能关系时，理论与实践可以很好的得到统一，阻燃剂对木纤维聚丙烯的影响可以通过成品木塑复合材料性能体现出来。
5.2 塑料阻燃剂对木纤维聚丙烯复合材料性能的影响
在合理热压范围内，阻燃剂不会发生分解，塑料阻燃剂在复合材料中对物理性质没有积极影响，通过采用不同种阻燃剂对比发现，DBZ、APM阻燃剂有少量的分解，其中用比较稳定的DBT阻燃剂制成的木纤维聚丙烯复合材料的综合性能很好，差别在于阻燃剂在热压过程中起到不同程度的催化作用，复合材料相应的表面活性也就不同，有时还会弱化木纤维聚丙烯界面的相容性，导致木纤维聚丙烯界面胶结强度降低。
5.3 高性能阻燃型木纤维聚丙烯阻燃性的影响因子
实践证明，在保持整体均匀性的前提下可以对局部复合材料进行阻燃剂处理，影响材料内部氧元素指数的因素有：木纤维、聚丙烯阻燃剂的投入量、木纤维同聚丙烯的比例，降低复合材料易燃性的有效方法是减少聚丙烯用量或者增加阻燃剂用量，例如，增加SA阻燃剂后复合材料含氧量增加，其耐水性会有较大的提高，但是含量过多会影响其物理性能；塑料阻燃剂用量增加则可以增强复合材料的物理性能，同样，含量过多会降低材料的含氧量，对复合材料阻燃性起作用的主要就是这两个因素。阻燃型木纤维聚丙烯材料的燃烧性能与普通材料有很大差别，其放热速度慢、质量损失慢，抗燃烧性能有明显的优势。
6 结语
复合材料主要应用于各类人造板，而现今人造板制造业已经成为促进经济增长的重要行业之一，在家用和公用建筑装饰中应用十分广泛，通常的人造板中含有对人体有害的甲醛，同时也对环境造成污染，而木塑复合板无毒无害，在此基础上加入阻燃剂后又具有良好的阻燃性能，使复合材料的使用范围得到很大的拓展，本文对阻燃复合材料的制备和性能作出了通俗易懂的试验分析，对复合材料的深入研究具有一定的参考价值。
参考文献：
阻燃纤维范文2
【关键词】中空纤维膜；组件；抗污染；重点专利
膜分离技术具有较高的社会效益和经济效益，是最具发展前景的高效、节能、环保的高新技术之一。膜组件是膜分离技术的基本单元，在诸多类型的膜组件中，中空纤维膜组件单位体积有效面积大、体积小、填密度大，广泛应用于医药、化工、食品、水处理等领域[1]。但在中空纤维膜组件的应用中，膜污染是影响其使用寿命重要因素，也关系着膜的清洗成本、运行成本及更换成本等经济因素，因此如何减轻和控制膜污染是业界非常关注的技术问题。除了研发抗污染膜材料或对现有膜材料进行改性处理外，对膜组件结构上的调整和设置也是缓解膜污染的有效方法。本文以佰腾网专利检索系统为数据源，对国内与抗污染中空纤维膜组件相关的专利申请进行了检索及分析，以期了解主要申请人在该领域的重点专利技术及申请现状。
在国内中空纤维膜组件领域中，涉及通过对膜组件结构上的调整和设置来缓解膜污染，延长膜寿命的主要申请人包括天津膜天膜科技有限公司、北京汉青天朗水处理科技有限公司、北京碧水源膜科技有限公司、浙江欧美环境工程有限公司等，下面对上述几家公司的相关技术进行重点介绍，所述申请数量包含发明专利申请和实用新型。
1 天津膜天膜科技有限公司
天津膜天膜科技有限公司是国内知名的以膜材料和膜过程研发、膜产品规模化生产、膜设备制造以及膜工程设计施工和运营服务为产业链的高科技企业。其在抗污染中空纤维膜组件领域的研究较多，共有13件相关专利申请，且连续性较好，申请日横跨2005年-2015年。其主要以曝气形式实现膜丝冲刷清洗，减轻膜丝的污染程度。
在2008年4月1日，提交了题为“带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件”的专利申请，授权公告号为CN101549902B。在该组件中，多根中空纤维膜丝束通过分别浇注在两端螺筒内的两树脂固定层固定，膜丝的下端开口于下端树脂固定层的外端面上，下端的螺筒与螺盖连接，下端螺筒与螺盖之间形成产水室，在下端的树脂固定层处设置有曝气装置，膜丝的上端被上端的树脂固定层密封，在上端的树脂固定层内设置有多个贯通上端树脂固定层的导气孔；在两树脂固定层之间设置有集水管，所述集水管下端开口于下端树脂固定层的外端面上，所述集水管的上端穿过上端树脂固定层与产水管道连接。膜组件在曝气时产生的气泡上升至组件顶部时大部分气泡可通过组件上端的导气孔排出，减轻了气泡对上端膜丝的冲击，延长了使用寿命，同时能减轻膜丝上端污染（示意图见图1）。
在2015年4月24日，提交了题为“一种中空纤维膜组件”的专利申请，公开号为CN104815558 A。该组件包括多根中空纤维膜丝，其特征在于，所述多根 中空纤维膜丝上端固定在密封层内，每根所述中空纤维膜丝上端开口于所述密 封层的外端面，所述多根中空纤维膜丝下端为自由端并通过至少一个集束头集 束，多根所述中空纤维膜丝的下端封闭于所述集束头内，当采用多个集束头时，不同集束头悬垂位置可以相同或不同，所述集束头与所述多根中空纤维膜丝下 端一同在所述中空纤维膜组件内部沿轴向自由移动。曝气时，气体由集束头之间间隙、集束头与组件外壳之间间隙进入，集束头在气水浮力作用下沿组件内部轴向运动，增大了膜丝抖动幅度，同时，不同集束头之间由于受力的不同在自由移动的过程中产生相对位移，增大了膜丝之间相互擦洗的频率，提高了曝气清洗的效果。
2 北京汉青天朗水处理科技有限公司
以孙友峰为主要发明人的北京汉青天朗水处理科技有限公司针对膜组件根部的污染问题提交了10篇相关专利申请，其中有8篇的申请日集中在2007和2008两年（如CN101250003A、CN101254410A、CN101254977A、CN101254978A等），它们全都是利用带有布气孔的布气装置，使布气孔的空口朝向中空纤维膜膜丝的根部布气，从而提高了中空纤维膜组件的抗污染性能，尤其是中空纤维膜根部的抗污染性能，保证了中空纤维膜丝过滤的有效面积，延长了中空纤维膜组件的使用寿命。上述中空纤维膜组件中膜束端头的形状，以及布气孔的位置有所不同（示意图见图2）。
3 北京碧水源膜科技有限公司
北京碧水源膜科技有限公司具有相关专利申请6件，主要集中在2011和2012两年，其中在2012年8月28日，提交了题为“一种集束可拆卸型帘式膜盒体”的专利申请，授权公告号为CN102784561B。所述膜盒体包括矩形外壳，所述矩形外壳的顶部均匀分布有若干高精度光滑的单元束定位孔，单元束定位孔的顶部两侧均设有单元束镶嵌槽，单元束镶嵌槽内设单元束固定孔，单元束定位孔的底部均连通集水流道，矩形外壳的侧壁上设有与集水流道连通的产水管定位孔。上述集束可拆卸型帘式膜盒体区别于整体浇注的中空纤维膜丝，能使污染淤积量减少，方便清洗与恢复。
4 浙江欧美环境工程有限公司
浙江欧美环境工程有限公司以吴扬为主要发明人的研发团队以漂悬式中空纤维膜组件为主要研究对象，共申请相关专利4件。在2005年3月9日提交了题为“一种漂悬式中空纤维多孔膜过滤组件”的专利申请，授权公告号为CN100518907C。该组件包括分布于两端的端头和曝气头，以及设置于其间的若干个中空纤维膜束，端头上设有进气管和产水管，端头和曝气头间通过中心管联成一体，中空纤维多孔膜束由中空纤维多孔膜丝组成，其特征在于：固定中空纤维多孔膜束的至少一端是软连接的，中空纤维膜束布置在中心管的周围，曝气头上分布有若干布气孔，在所述的中空纤维多孔膜束中设有产水软管。该专利提供了一种能有效去除粘结在膜丝表面的污染物，且膜丝不易断裂，膜组件使用寿命长，产水水质稳定的膜过滤组件（示意图见图3）。
5 结束语
国内该领域主要申请人各自有各自的研究侧重点，但总体来说是以曝气冲刷为主，通过改进膜丝端头的连接方式、曝气孔的设置位置、膜束的设置方式以及气水通道等来减少污染物的淤积，改善膜清洗效果，从而延长膜的使用寿命，降低处理成本。随着越来越严格的环境标准的制定，以及国家计划对膜技术领域的逐渐重视，在该领域的研究也会更加广泛和深入，本文对抗污染中空纤维膜组件领域主要申请人的专利技术进行介绍，为相关技术的研究者提供借鉴。
阻燃纤维范文3
【关键词】 慢性阻塞性肺病;幽门螺杆菌;肺功能
研究表明〔1〕，慢性支气管炎患者存在高的幽门螺杆菌(Hp)感染率，Hp感染可使患慢性支气管炎的危险性增加。但Hp感染在慢性阻塞性肺病(COPD)发病机制中的作用以及与呼吸功能的相关性的研究还不多〔2〕。Gencera等〔3〕研究显示，COPD患者血清中Hp抗体阳性率以及IgG水平明显增高，且IgG水平与COPD的严重程度即肺功能变化呈负相关。目前国内关于Hp IgG水平与COPD肺功能相关性的研究尚未见报道。本研究着重探讨Hp高致病力细胞毒性相关基因阳性菌株感染对COPD患者肺功能的影响，进一步了解Hp感染与COPD病情严重程度的相关性。
1 材料与方法
1.1 一般资料 经门诊检查并根据GOLD〔4〕指南临床确诊的COPD稳定期患者80例，男50例，女30例，平均年龄(58.11±10.5)岁，吸烟55例，不吸烟25例，年吸烟指数52.325±9.165。同时选取健康志愿者80例为对照组，男45例，女35例，平均年龄(57.55±9.43)岁，吸烟45例，不吸烟35例，年吸烟指数53.622±7.918。
1.2 方法 所有COPD患者及健康志愿者均行肺功能检查。抽取2 ml的静脉血，应用幽门螺杆菌测定仪AUTOBLOT SYSTEM36专用试剂盒，采用免疫印迹法检测血清中细胞毒(CagA)抗体、空泡毒(VagA)抗体、尿素酶A(UreA)、尿素酶B(UreB)抗体。并对所有COPD患者及对照组进行肺功能检查。
1.3 结果判定 COPD患者FEV1/FVC80%为轻度COPD。临床上Hp感染分为两类：Ⅰ型：CagA或VagA抗体同时阳性或任一种阳性时，为产细胞毒素Hp菌株，致病强;Ⅱ型：仅出现Ure抗体阳性，为不产生毒素的Hp菌株，毒性较弱;CagA、VagA二种抗体阴性即为Hp抗体阴性。
1.4 统计学处理 计量资料采用x±s表示，计数资料采用百分率(%)表示。计量资料的统计采用t检验，计数资料的检验采用χ2检验。Hp感染与COPD的多因素相关性分析采用Logistic回归分析。所有数据均使用SPSS11. 0软件。
2 结 果
2.1 血清Hp检出状况 血清抗Hp阳性率在COPD组和健康对照组中分别为71.25%和43.75%，COPD组明显高于健康对照组(P=0.008)。去除年龄、性别、吸烟及吸烟指数等危险因素后，Hp感染者患COPD的相对危险性明显增高(OR值为3.19)。见表1。表1 COPD患者血清Hp检出状况
2.2 COPD患者不同毒力亚型Hp抗体检出状况 COPD组及对照组Ⅰ型Hp检出率分别为38.75%和31.25%。去除年龄、性别、吸烟及吸烟指数等危险因素后Ⅰ型Hp菌株感染组患COPD的危险性显著增高(OR值为3.68)，高于抗HpIgG阳性者患COPD危险性(OR值3.19)。但Ⅱ型Hp菌株感染组并未明显增加患COPD的危险性(OR值为1.03)。见表2。表2 COPD患者不同毒力亚型Hp抗体检出状况
2.3 COPD患者中Hp感染阳性与阴性者肺功能情况 COPD组中Hp感染阳性病例与Hp感染阴性病例肺功能改变有显著性差异(P
2.4 COPD患者Ⅰ型、Ⅱ型Hp感染肺功能情况 COPD组中Ⅰ型Hp感染较Ⅱ型Hp感染肺功能改变明显(P
3 讨 论
COPD是种系统性疾病，可引起许多影响生活质量的肺外症状和体征。Fedorova等〔5〕研究发现，COPD患者中胃炎的发病率明显升高，同时也发现COPD的病程、低氧血症以及胃炎的严重程度都有相关性，当COPD患者存在消化不良时应当考虑Hp感染的存在。有随机对照研究发现，意大利人中血清Hp抗体阳性者比阴性者更易发生支气管炎。说明COPD与Hp感染存在一定的相关性。
Hp感染尤其是含有CagA、VagA毒力因子的高致病性菌株感染与COPD关系密切，Hp感染是导致COPD的独立危险因素，Ⅰ型Hp感染可能更增加患COPD的危险性，且可能是使COPD患者肺功能恶化的因素之一。今后可进行大样本的流行病学研究进一步证实Hp感染是否是COPD的独立危险因素，并对于经抗感染及改善肺功能治疗后肺功能进行性恶化的患者尝试通过根除Hp治疗来延缓病情进展。
参考文献
1 Roussos A， Tsimpoukas F， Anastasakou E，et al. Helicobacter pylori seroprevalence in patients with chronic bronchitis〔J〕. J Gastroenterol，2002;37:3325.
2 Mannino DM.COPD: epidemiology， prevalence， morbidity and mortality， and disease heterogeneity〔J〕. Chest，2002;121：1216.
3 Gencer M，Ceylan E，Zeyrek FY，et al.Helicobacter pylori seroprevalence in patients with chronic obstructive pulmonary disease and its relation to pulmonary function tests〔J〕. Respiration ，2007;74：1705.
阻燃纤维范文4
本文通过阐述纺织品的阻燃机理，介绍了几种阻燃纺织品的加工方法，现阶段常用的评判、测试方法以及阻燃纺织品的发展趋势。
关键词：阻燃纺织品；阻燃机理；加工方法；燃烧性能测试
引言
随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步，纺织品种类不断增多，其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。但纺织品材料一般都易燃或可燃，容易引发火灾事故。据统计，世界上约20%以上的火灾事故都是由纺织品燃烧引起或扩大的，尤其是住宅失火。因此，纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患，延缓火势蔓延，降低人民生命财产损失都极为重要。近年来，各国纷纷开展纺织品阻燃技术方面的研究，并制定了相应的纺织品燃烧性能测试方法、阻燃制品标准和应用法规等。
1 纺织品的阻燃机理
所谓“阻燃”，并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧，而是使织物在火中尽可能降低其可燃性，减缓蔓延速度，不形成大面积燃烧，离开火焰后，能很快自熄，不再续燃或阴燃[1-3]。
1.1 纤维材料的燃烧与阻燃原理
合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触，吸收热量后发生热解反应，热解反应生成易燃气体，易燃气体在氧存在的条件下，发生燃烧，燃烧产生的热量被纤维吸收后，又促进了纤维继续热解和进一步燃烧，形成一个循环。对此人们提出了阻燃的基本原理：减少(或者基本没有)热分解气体的生成，阻碍气相燃烧的基本反应，吸收燃烧区域的热量，稀释和隔离空气等。
1.2 阻燃剂的阻燃机理
纤维用阻燃剂有：铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。概括起来主要有以下几种。
1.2.1 覆盖机理
在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气，起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。阻燃剂形成隔离膜的方式有两种，一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化，进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层，炭化层能阻止聚合物进一步热裂解，还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用，硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。
1.2.2 不燃性气体窒息机理
阻燃剂受热分解出现不燃性气体，将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下，同时稀释燃烧区内的氧浓度，阻止燃烧继续进行，又由于气体的生成和热对流带走了一部分热，从而达到阻燃作用[4-5]。
1.2.3 吸热机理
任何燃烧在短时间所放出的热量有限，如果能在短时间内吸收火源所放出的部分热量，火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于自由基的热量就会减少，燃烧反应受到抑制。
高温条件下，阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应，降低纤维表面及燃烧区域的温度，降低可燃物表面温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延，最终破坏维持聚合物燃烧的条件，达到阻燃目的。如铝、镁及硼等无机阻燃剂，充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性，提高自身的阻燃能力。
1.2.4 自由基控制机理
根据燃烧的链反应理论，维持燃烧的是自由基。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来，此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止[6-7]。
1.2.5 催化脱水机理
阻燃剂在高温下生成具有脱水能力的羧酸、酸酐等，与纤维基体反应促进脱水炭化，减少可燃性气体的生成。
2 阻燃纺织品的加工方法
研究织物的阻燃技术是指通过物理或化学的方法赋予织物一定的阻燃性能，降低材料的可燃性，减慢火焰蔓延速度，其实质是破坏织物中纤维的燃烧过程。近年来，世界各国主要从以下两个方面来开展对织物阻燃技术的研究：一是生产阻燃纤维；二是对织物进行阻燃整理[8-9]。
2.1 阻燃纤维的制造
纤维阻燃的途径是阻止或减少纤维热分解，隔绝或稀释氧气，快速降温使其终止燃烧。为实现上述目的，一般是将有阻燃功能的阻燃剂通过聚合物聚合、共混、共聚、复合纺丝、接枝改性等加入到化纤中或用后整理方法将阻燃剂涂在纤维表面或渗入纤维内部。在实际应用中，往往采用多种阻燃剂，以两种以上方式协同效应达到阻燃效果。
2.1.1 共聚法
现行的阻燃腈纶和涤纶大多数采用共聚方法生产，其技术已较成熟。由于阻燃元素结合在成纤高分子链上，因此阻燃性能持久，对纤维的其他性能影响较小，采用这种方法生产的阻燃腈纶通常称为改性腈纶。
2.1.2 共混法
共混法技术具有生产简便、品种更换灵活等特点，因此是阻燃纤维开发的重要技术路线，几乎所有阻燃化学纤维均可采用这种方法制备。
2.1.3 接枝法
主要用于制备阻燃涤纶或混纺织物，其方法有化学法、辐射法和等离子体法，接枝体都为具有不饱和双键的化合物。接枝法技术使用灵活，既可用于纤维也可用于织物的阻燃，但因成本高、设备较复杂而还没有工业化。
2.1.4 皮芯复合纺丝法
以共混或共聚阻燃高聚物为芯、普通高聚物为皮，通过复合纺丝制成的阻燃复合纤维可避免阻燃纤维变色和耐光性差的问题，提高阻燃性能的稳定性和染色性能，但加工设备要求高。
2.1.5 本质阻燃纤维
按性能分类，阻燃纤维可分为阻燃常规改性纤维和阻燃高性能纤维，阻燃常规改性纤维以阻燃涤纶和腈纶产量最大，由于航空航天等尖端高技术和军事工业发展的需要，阻燃高性能纤维得到越来越广泛的应用。阻燃高性能纤维主要包括芳香族聚酰胺Nomex和Kevlar，聚酰亚胺如法国的Kermal，聚砜酰胺，聚芳酣，聚酚醛树脂，聚四氟乙烯，以及陶瓷、玻璃等纤维。
2.2 织物的阻燃整理
织物的阻燃整理是通过吸附沉积、化学键合、粘合作用使阻燃剂覆在织物上。当遇到火种时发生物理和化学反应，从而达到阻燃效果。
2.2.1 喷涂
适宜于不需洗涤织物或洗涤次数极少的装饰织物和建筑用织物，如地毯、墙布等。喷涂加工后一般不经水洗等后处理，对阻燃剂的选择要求不高，工艺简单，操作简便。
2.2.2 浸轧和浸渍
适宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等，也可加工外衣。要求阻燃剂的耐洗牢度优良。可结合其他特种功能――浴浸轧型整理，也可分步加工。此种加工方式工艺复杂，适用范围广，成本较喷涂高。
2.2.3 涂层
适宜于加工劳动保护服，以及装饰织物。对阻燃剂的选择要求较高，要求阻燃性和耐热性好。在加工过程中，一般与其他特种功能涂层同时进行。
3 阻燃织物的测试
GB/T17591―2006《阻燃织物》标准规定了阻燃织物的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装和标志，适用于装饰用、交通工具内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物。
3.1 评判标准
评判织物的阻燃性能通常采用两种标准：一是从织物的燃烧速度来进行评判，即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间，然后移去火焰，测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间，以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短，被损毁的程度越低，则面料的阻燃性能越好；反之，则表示面料的阻燃性能不佳。
另一种是通过测定样品的极限氧指数来进行评判。面料燃烧都需要氧气，氧指数LOI是样品燃烧所需氧气量的表示，故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能。氧指数越高则说明维持燃烧所需要的氧气浓度越高，即表示越难燃烧。该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示。从理论上讲，纺织材料的氧指数只要大于21%，其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小，通常将纺织品分为(LOI35%)4个等级。事实上，几乎所有常规纺织材料都属易燃或可燃的范围。
3.2 测试方法
燃烧试验方法主要用来测试试样的损毁长度、面积，续燃时间和阴燃时间，火焰蔓延速率等指标。
根据试样与火焰的相对位置，可分为垂直法、倾斜法和水平法。国际上对纺织材料的燃烧性能测试方法的标准化已经相当全面和完善，包括ISO、ASTM、BS、JIS在内的国际和国外先进标准都各自有10余项相关的测试方法标准，如：GB/T5454―1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》、GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》、GB/T5456―2009《纺织品燃烧性能试验垂直方向火焰蔓延性能的测定》，GB14645《纺织织物 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数测定》，FZ/T01028《纺织织物 燃烧性能测定 水平法》等。
中国目前对于服装阻燃性能的测试主要采用GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》。其原理是将一定尺寸的试样垂直于规定的燃烧试验箱中，用规定的火焰点燃12 s除去火源后，测定试样的续燃时间和阴燃时间，阴燃停止后，按规定的方法测出损毁长度。
4 阻燃纺织品的发展趋势
随着纺织技术的快速发展，我国的阻燃纺织品近年来也获得了长足的进步，并呈现出不同的发展趋势。
4.1 功能复合化
阻燃功能纺织品除早期的阻燃防热辐射、阻燃抗静电以外，近年来根据纺织品面料应用场所不同提出了新的要求，如日本专利报道的用于浴室等潮湿环境下的窗帘、帷幕等，除阻燃外，还要求防霉和拒水；用于服用、沙发和床单等面料要求阻燃外还需具有卫生保健功能。在军事领域，作战服和军事装备的伪装材料不仅要求具有阻燃性，还要求具有防伪功能。在我国，阻燃抗静电纺织品研究较成熟，对阻燃拒水和拒油产品也有研究，具有卫生保健功能的纺织品开发值得关注。
4.2 绿色环保化
阻燃纤维的绿色化，是指减少生产过程对环境和操作人员的毒害作用，防止纤维对穿用人产生不良影响，火灾发生时，不会产生“二次毒害”。这是因为，阻燃纤维所用阻燃剂一般含有卤、磷、硫等元素，大都具有较大的毒性，在阻燃剂合成和纤维生产过程中会对操作人员产生一定的毒害作用，其“三废”的排放会带来较严重的环境污染。从环境保护、人类安全和阻燃效率的角度出发开发无卤、高效、低烟、低毒的环境友好型阻燃纺织品是未来的发展趋势。有机硅系阻燃剂作为典型的无卤阻燃剂，具有高效、无毒、低烟、无污染的特点，并具有改善分散性和加工性能的特点。
4.3 高技术化
高技术纤维是随着高新产业的发展需要而开发出来的一系列具有高性能、高功能的纤维。高技术纤维在生产工艺中应用发展了一系列新技术，如静电纺丝、凝胶纺丝、膜裂纺丝、液晶纺丝、离心纺丝等，给合成纤维工业带来新的生命。高技术耐高温阻燃纤维是其中的一个重要分支，高技术型阻燃纤维由于自身独特的化学结构，无须添加阻燃剂或进行改性，本身就具有耐高温阻燃的特性。如聚丙烯腈预氧化纤维(OPANF)、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚间苯二甲酞二胺(MPIA)纤维、三聚氰胺缩甲醛纤维(MF)等。
4.4 舒适型阻燃纤维
在高温、强热辐射及有明火的环境中，作业人员必须穿着阻燃防护服或热防护服。在上述条件下，人的热负荷过高，难以长时间坚持正常的工作效能。因此对于阻燃纺织品而言，必须兼顾纺织品的舒适性。对于阻燃纤维而言则应兼顾阻燃性能、可纺性能和热湿舒适性能。
参考文献：
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阻燃纤维范文5
关键词：装饰织物；阻燃；热重分析
中图分类号：TU38 文献标识码：A
1概述
随着城市化进程的不断加快，无论是在居民家庭、办公场所，还是在宾馆饭店、歌舞剧院，各种装饰织物被广泛应用，然而随着装饰织物在人们日常生活中的应用范围及数量日益增加，随之也带来了极大的火灾隐患。因此，对织物进行阻燃研究，减少其燃烧危险性以及燃烧时有毒气体的释放，能使其成为既美观又安全的装饰品。
2织物的阻燃机理
长期以来，经过人们的不断研究，总结出对于织物阻燃整理的阻燃机理，有覆盖作用、气体作用、散热作用、催化脱水作用等。
（1）覆盖作用。即在织物表面形成一个保护覆盖层，这种覆盖层的作用是阻隔燃烧传播所需的氧气和捕获纤维热解时生成的可燃挥发性产物。
（2）气体作用。一种作用是纤维阻燃剂受热时能分解出不燃性气态产物，这类气体能在阻燃织物周围扩散并稀释大气中的氧浓度，从而使燃烧中断；另一种作用是阻燃剂受热时能形成自由基捕获剂，捕获燃烧链中极为活泼的自由基，使燃烧链式反应中断。
（3）散热作用。主要是利用阻燃剂的熔化和升华吸热，将传递到织物上的热量消耗，使得织物达不到燃烧温度。
（4）催化脱水作用。其主要是加快燃烧过程中织物的炭化，以减少其可燃物的生成量，在燃烧链中切断可燃物这一环。
3热重分析法（TGA）
热重分析法（TGA）是通过测量试样在受热或等温过程中质量的变化，从而研究或测定在受热过程中发生的伴随有质量变化的反应或物质，它是研究纺织材料热学性质的重要手段。
本文即是利用热重分析法，在对织物用不同阻燃配方整理后，利用热重分析仪（TGA851e型）对未阻燃及阻燃后装饰织物的热解特性进行研究。
4阻燃剂的配制及阻燃方案
阻燃剂的配制和阻燃方案见表1。
表1阻燃剂的配制及阻燃方案
阻燃方案 阻燃剂配比（质量比） 水的用量
方案1 氯化铵 200g
方案2 硫酸铵 200g
方案3 尿素 200g
按照表1中的方案，将阻燃剂配制成10%的溶液，对织物进行阻燃整理，所得阻燃样品分别标记为A1，A2，A3，未阻燃整理织物样品标记为A0。
5织物的阻燃整理及实验条件
（1）阻燃整理工艺流程：
浸轧阻燃整理液（1h）预烘（98～105℃，3min）焙烘（160℃，3min）水洗烘干（110℃，3min）
（2）实验条件：
初始温度30℃，终止温度800℃，升温速率15℃/min，天平保护性气体N2，流量30mL/min，反应性气体N2，流量30mL/min。
6空白织物和阻燃织物热解过程分析
纤维素的热解是个相当复杂的过程，其中涉及到许多物理、化学变化。一般的，纤维素纤维的热解反应分两个方向：一是纤维素脱水炭化，产生水、二氧化碳和固体残渣；另一种是纤维素通过解聚生成不挥发的液体左旋葡萄糖，而后，左旋葡萄糖进一步热解，生成低分子量的热解产物并形成二次焦炭。在氧的存在下，左旋葡萄糖热解产物发生氧化，燃烧生成大量的热，又引起更多纤维素发生热解。
图1所示是未阻燃整理样品（即A0）的热解曲线。
初始热解阶段温度范围为90～322.52℃，这个阶段是纤维素热解的开始，主要表现为纤维物理性能的变化及少量失重，失重率为6.8292%；322.52～439.72℃属于主要热解阶段，这一阶段的失重速率很快，失重量很大，失重率为75.0249%，出现最大失重时的峰值温度Tmax为378.85℃439.72～800℃属于残渣热解阶段，热解进行到该阶段后，脱水、炭化热解反应的方向更加明显，纤维素燃烧残渣继续脱水、脱羧，放出水和二氧化碳等，并进行重排反应，形成双键、羰基和羧基产物，残渣中碳含量越来越高，但只表现出少量失重，失重率仅为4.1791%
通过对氯化铵阻燃整理的织物（即样品A1）进行热解实验，得到曲线如图2所示。
由图中可以看出，该阻燃织物初始热解阶段温度范围为79.25～311.45℃，失重率为7.4477%；主要热解阶段温度范围为311.45～389.25℃，失重率为65.3310%，最大失重所对应的峰值温度Tmax为373.75℃；残渣热解阶段温度范围为389.25～800℃，失重率为10.2554%。
通过对硫酸铵阻燃整理的织物（即样品A2）进行热解实验，得到曲线如图3所示。
由图中可以看出，阻燃样品三个热解阶段的温度范围及失重率分别为：初始热解阶段温度范围为87～280.75℃，失重率为5.1386%；主要热解阶段温度范围为280.75～389.25℃，失重率为67.0764%，最大失重所对应的峰值温度Tmax为366.00℃；残渣热解阶段温度范围为389.25～800℃，失重率为10.6928%。
氯化铵及硫酸铵均属于路易斯酸，其对织物的阻燃作用主要是在酸催化下促进纤维的脱水炭化，以减少燃烧产物中可燃性挥发物的量。二者的阻燃机理见下面的公式：
生成的（H：O：MX）离子，可以捕获反应中生成的活泼H+，并与其反应生成不活泼的水及MX，从而中断了链式反应的进行，起到阻止火灾蔓延的作用。
通过对尿素阻燃整理的织物（即样品A3）进行热解实验，得到曲线如图4所示。
由图中可以看出，经尿素阻燃整理后的织物样品三个热解阶段的温度范围及失重率分别为：初始热解阶段温度范围为80～319.5℃，失重率为18.9901%；主要热解阶段温度范围为319.5～397.00℃，失重率为57.6221%，最大失重所对应的峰值温度Tmax为368.55℃；残渣热解阶段温度范围为397.00～800℃，失重率为7.9389%。
尿素属于含氮化合物，其能和纤维素作用，促进交联成炭，降低织物的热解温度，而且在受热时释放出NH3，NH3为难燃性气体，可以起到稀释可燃气体的作用。同时，NH3可以氧化成N2和N2O4等产物，从而抑制织物的继续燃烧。但是像尿素这样的含氮化合物，与磷系阻燃剂相比，阻燃作用较弱。
7阻燃效果比较
对样品A1、A2、A3的TG及DTG曲线进行比较，得到图5。
由图可以发现，由于氯化铵与硫酸铵均属路易斯酸，其对织物阻燃具有相同的阻燃机理，因此样品A1、A2的TG曲线极为相似，而经尿素阻燃整理的样品A3与二者差异较大。具体数据见表2。
由表可知，三种阻燃样品的总失重率相近，分别为：83.5110%，83.8145%，85.5691%。从热解温度范围来看，三种阻燃样品的初始热解阶段及残渣热解阶段的温度范围相近，但就主要热解阶段而言，样品A2的热解温度范围为280.75～389.25℃，而样品A1、A3的热解温度范围分别为311.45～389.25℃，319.50～397.00℃，且二者的峰值温度均高于样品A5。因此，氯化铵、硫酸铵、尿素三种阻燃剂中，硫酸铵的阻燃效果相对较好。
参考文献
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[2]朱平，隋淑英，王炳，等.阻燃及未阻燃棉织物的热分析[J].青岛大学学报，2000，15（04）：1-5.
阻燃纤维范文6
关键词：涤纶；阻燃；技术
1、引言
近年来，随着人们生活水平的提高，涤纶纤维作为重要的服装材料而得到了广泛地使用。然而，涤纶纤维的可燃性增加了其使用时发生火灾的可能性。为了减少火灾的发生，涤纶阻燃技术得到了快速的发展。涤纶阻燃技术的使用，有效地保障了涤纶材料使用的安全性，对促进涤纶的广泛使用有着积极的作用。下面将来谈谈涤纶阻燃技术研究进展及发展趋势。
2、涤纶阻燃方法
涤纶阻燃的方法多种多样，按阻燃剂的引入方式和生产过程，可将涤纶的阻燃改性方法分为以下几种：在缩聚阶段或酯交换阶段加人反应型阻燃剂进行共缩聚；加入添加型阻燃剂在熔融纺丝前向熔体中；以含有阻燃成分的聚酯与普通聚酯进行复合纺丝；在涤纶或织物上进行反应型阻燃剂接枝共聚；进行涤纶织物的阻燃后处理。前三种方法为原丝的阻燃改性，后两种方法为表面处理改性。
能够达到长久的阻燃效果是共聚法的主要优点，不会对织物的机械性能产生很大的影响，国外工业化的阻燃涤纶品种，主要采用就是共聚法阻燃改性方法，但共聚法也有其缺点，就是工艺相对比较复杂，而且开发成本较高；操作费用低和简单易行是共混法的主要优点，但共混法难以找到合适的添加型阻燃剂，而且耐久阻燃性要远差于共聚法，除此之外，共混阻燃改性还需要解决其毒性、界面相容性以及分散性等问题；复合纺丝阻燃改性一般都使用皮一芯型结构，是以共混型阻燃聚酯或共聚型为芯，普通聚酯为皮层复合纺制而成，这种纺丝方法适用于耐水解性比较差的，如部分膦共聚改性阻燃聚酯；接枝阻燃改性是使聚酯与乙烯基型的阻燃单体通过用化学引发剂、紫外线或高能电子束辐射发生接枝共聚的一种方法，该方法不但效果好而且而持久性强，但后接枝共聚和复合纺对生产成本和技术条件的要求都比较高，因此，难以被普遍采用；适用面广、工艺简单、成本低廉是后整理法的主要优点，同时，后整理法能够满足不同程度的阻燃要求，但其阻燃剂持久性不理想，而且用量较大，影响织物与纤维的强力和手感等物理机械性能，目前在涤纶阻燃后整理法仍是的重要方法之一，特别是含磷共聚型阻燃剂，其因具有发烟量低、效率高以及无毒等特点，而受到人们的广泛关注。
3、涤纶纤维的燃烧及阻燃机理
3.1 涤纶纤维燃烧过程
在涤纶受热分解的过程中会有大量的烟雾、热量以及可燃性物质生成。在受热的初始阶段，分子中会有环状低聚物生成，经过B-H的转移生成乙烯基酯和羧酸，通过脱羧对苯二甲酸会生成二氧化碳、酸酐苯甲酸等，在乙烯基酯分子链之间会有链脱离过程和聚合反应的发生而生成环烯状交联结构，继续降解则会生成一氧化碳、酸酐乙醛以及小分子的酮类物质等，同样可能会有活泼的自由基产生。
3.2 涤纶纤维的阻燃机理
磷系阻燃剂是涤纶纤维所用的主要无卤阻燃剂，磷系阻燃剂的阻燃机理是通过对聚合物炭化的促进，减少可燃性气体的生成量，从而起到阻燃的作用。磷系阻燃剂改性的阻燃涤纶燃烧的过程中，生成在其燃烧表面的无定形碳能有效地将氧气以及热量与燃烧表面进行隔绝，此外，磷酸类物质在分解过程中会吸收大量的热量，对聚酯的降解反应也起到了一定的抑制作用。
4、卤系和磷系阻燃剂及其阻燃改性
4.1 共混型卤系阻燃剂
溴代物是涤纶阻燃处理的卤素化合物中最为主要的一种。溴类阻燃剂的应用比较广泛，主要是因为其阻燃效果好，而且添加量也相对较小。上世纪开发了许多共混型芳香族溴系阻燃剂和阻燃聚酯纤维，它主要是用溴二苯醚作为阻燃添加剂与聚酯共混纺丝而成。所有的溴系阻燃剂当中，含溴量最高的为十嗅二苯醚，其分解温度一般都高于350℃，而且具有极佳的热稳定性、较高纯度以及燃烧时过程中不会有大量的有毒气体产生。
4.2 共聚型卤系阻燃剂
尽管卤素阻燃剂具有较好的阻燃效果，但其也存在许多不足之处，如在涤纶纺丝的过程中，卤素阻燃剂会严重腐蚀喷丝板和设备，通常会降低涤纶的耐光牢度，一旦有光照射到染料，就会使其与溴化物发生反应，导致纤维变黄，颜色恶化。在燃烧时含卤素的阻燃材料时，会有腐蚀性和刺激性的卤化氢气体放出，尤其是在高温裂解或燃烧一些含卤素类阻燃体系时，会导致有毒物质的产生，严重威胁生命与财产的安全，因此，无卤化阻燃材料的使用比较广泛。
4.3 共混型磷系阻燃剂
随着人们环保意识的不断增强以及对阻燃材料和火灾研究的不断深入，越来越重视具有低毒及低烟的磷系阻燃剂。磷的质量百分含量为5％时就会导致涤纶产生自熄的行为，而在同等的条件下，溴的质量百分含量要占到17％左右才会导致涤纶产生自熄的行为。磷系阻燃剂的综合性能比较强，磷系阻燃剂不但可以避免由卤素阻燃剂引起的纤维脆性增加、颜色恶化以及耐光牢度降低等问题，通常还会改善纤维的染色性能和色泽。目前磷系阻燃剂主要包括膦酸衍生物、膦酸酯类以及磷酸醋等。早期磷系阻燃剂通常都是使用磷酸酯作为涤纶的阻燃剂，但是这类阻燃剂的相容性较差，挥发性较大，耐热性也比较差，燃烧过程中会生成滴落物，其阻燃剂含磷量与其阻燃效果成正比。随着高相对分子质量磷系阻燃剂的广泛使用，将会逐渐淘汰这类高挥发性添加剂。
4.4 共聚型磷系阻燃剂
近年来，含磷共聚改性型阻燃涤纶越来越多的人们的关注，具有双反应团的磷系反应型阻燃剂竣酸烷基膦酸己研制成功，并开始了工业化的生产。它是一种白色晶体，主要是由不饱和脂肪酸以及苯基磷化物等合成的，含磷量为14.2％，熔点为156～158℃，具有较好的热稳定性，分解温度在275℃以上。由于具有较低的分解温度，因此必须将聚合温度控制在270℃以下，否则会对聚酯切片的质量和聚酯的缩聚工艺产生一定的影响。虽然在使用磷系阻燃剂时不会导致有毒物质的产生，但阻燃剂的生产过程以及各种中间体都具有毒性。人们对硅系阻燃剂及其它无机阻燃剂的研究与应用也越来越重视。无机阻燃剂不仅廉价安全，而且无毒、无烟、无腐蚀性，如碳黑、陶瓷硼酸以及云母等无机物也被用于涤纶的阻燃改性。
5、阻燃技术展望
5.1 法规的健全
实践证明，阻燃剂、阻燃材料和阻燃技术的发展与一个国家阻燃法规的健全与否有非常密切的关系。一般规律为，如果一个国家有严格的法规，那么该国的阻燃技术发展较好。阻燃技术在我国已引起重视，现正需要按照我国的实际情况，并参照国外实际经验，逐步制订各项阻燃产品和测试方法的标准。
5.2 开发微粒化技术
颗粒越细，对材料的物理机械性能影响越小。许多厂家研究改进生产进程，以获得细颗粒的无机阻燃剂，也进行颗粒形态和级配控制，以使材料获得较好的流动性。
5.3 阻燃剂的微胶囊化
胶囊可防止阻燃剂与材料直接接触，并可解决阻燃剂的迁移问题和改善材料的加工流动性。目前许多厂家研究此领域，但尚无工业产品间世。一般用两种方法，即分散包覆法和载体包覆法，前者是选择一种可燃性小、溶解度参数与所配合树脂相匹配的材料，如硅胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、按乙基纤维素、有机硅、环氧树脂、水溶性脉醛树脂和三聚氰胺一甲醛树脂；后者将液态或熔融阻燃剂吸入多孔载体中，多孔载体如果也是阻燃剂则更好。
5.4 研究阻燃体系协同作用
常用的是锑－卤、磷－卤和磷－氮体系，其实远不止这些。国外很多制造厂是将阻燃剂进行复配，以达到降低阻燃剂用量，提高阻燃剂性能的目的。这不仅可降低阻燃材料价格，而且可使阻燃材料的物理机械性能损失减到最小程度。
