涤纶用阻燃剂与分散染料同浴加工研究

论文摘要

火灾每年给世界各国造成大量的人员伤亡和巨大的财产损失,对易燃和可燃材料进行阻燃处理是防止和减少火灾的战略性措施之一,阻燃剂及阻燃材料的研究、生产和应用是关系到“环境和人类”的重大举措。有机阻燃剂主要是卤系和磷系,卤系由于dioxin（裂解和燃烧产物毒性）问题,引起社会关注。磷系阻燃剂近年来受到重视,具有低烟、低毒的优点,不含卤素和锑,是阻燃剂无卤化的途径之一,前景十分看好。本文先是选用了市场上常用的卤系、磷系涤纶阻燃剂和分散染料通过热熔二步法、热熔一步法,以及同浴二步法、同浴一步法工艺,应用于纯涤纶织物的阻燃整理。在不同阻燃剂用量、不同整理温度、不同整理时间条件下观察织物阻燃效果的差异,提出了各个阻燃剂在采用不同工艺时的最佳工艺条件。同时也探讨了各个阻燃剂对染料上染性能的影响,包括不同阻燃剂用量对织物色光和表面染色深度方面的影响。由这些实验得知,溴系阻燃剂虽然可同时适用于热熔工艺和高温浸渍工艺,并具有较好的阻燃效果,但是随着阻燃剂的发展及人们环保意识的提高,已经不再适应市场需求;磷系阻燃剂虽然符合环保要求,并在热熔工艺中能达到较好的阻燃效果,但在更加节省能源、步骤更为简单的高温浸渍工艺中,却由于磷系阻燃剂自身的酯结构在高温浸渍过程中水解离子化,而失去了阻燃效果。基于以上研究结果,本文进而考虑合成一种能适用于与分散染料高温浸渍同浴加工的新型磷系阻燃剂,该物质不仅需要具有小分子、线性结构特点,能较容易进入纤维内部,也不可含有磷酸酯结构,保证其不会在高温浸渍时发生水解。据此,本文以甲苯、苯基二氯化膦为原料,以无水三氯化铝为催化剂,运用Friedel-Crafts反应原理,合成了新型磷系阻燃剂双（对-甲苯基）苯基氧化膦,并探讨了甲苯用量、反应时间、氧化温度对产品收率的影响规律。最后对该新型阻燃剂的红外吸收光谱进行了系统分析,结果表明合成化合物的结构与预期目标化合物结构一致。将该新型磷系阻燃剂产品经球磨分散后应用与涤纶纤维,观察其在热熔工艺和高温浸渍工艺条件下对织物阻燃性能的影响。结果表明,所合成的新型阻燃剂可以与分散染料进行同浴加工,是一类具有应用开发价值并可运用于高温浸渍工艺的新型阻燃剂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 阻燃概述
• 1.2 织物的燃烧及阻燃机理
• 1.2.1 织物的燃烧机理
• 1.2.2 织物的阻燃机理
• 1.3 阻燃剂的分类
• 1.3.1 无机阻燃剂
• 1.3.2 卤系阻燃剂
• 1.3.3 氮系阻燃剂
• 1.3.4 有机膦系阻燃剂
• 1.4 涤纶织物的阻燃整理
• 1.5 织物阻燃效果的测试方法及内容
• 1.6 选择阻燃剂合成路经一般应遵循的原则
• 1.7 课题研究背景及意义
• 2 常用涤纶阻燃剂采用不同工艺阻燃性能对比
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验材料
• 2.1.3 实验方法与原理
• 2.1.4 主要测试内容及方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 阻燃剂TF采用热熔工艺对织物阻燃及染色性能的影响
• 2.2.2 阻燃剂TF采用高温浸渍工艺对织物阻燃性能的影响
• 2.2.3 阻燃剂3085采用热熔工艺对织物阻燃及染色性能的影响
• 2.2.4 阻燃剂3085采用高温浸渍工艺对织物阻燃及染色性能的影响
• 2.2.5 阻燃剂PES采用热熔工艺对织物阻燃及染色性能的影响
• 2.2.6 阻燃剂PES采用高温浸渍工艺对织物阻燃及染色性能的影响
• 2.2.7 阻燃产品的耐耗性能研究
• 2.3 本章小结
• 3 双（对-甲苯基）苯基氧化膦的合成
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 反应原理
• 3.1.3 实验装置
• 3.1.4 实验步骤
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 阻燃剂P的红外光谱分析
• 3.2.2 阻燃剂P最佳合成条件的探讨
• 3.3 本章小结
• 4 双（对-甲苯基）苯基氧化膦的应用
• 4.1 阻燃剂P的球磨粉碎实验
• 4.2 阻燃剂P的阻燃性能研究
• 4.2.1 阻燃剂P采用热熔工艺对未染色织物阻燃性能的影响
• 4.2.2 阻燃剂P采用高温浸渍工艺对未染色织物阻燃性能的影响
• 4.3 阻燃剂P与分散染料同浴加工性能研究
• 4.3.1 阻燃剂P采用热熔工艺对染色织物阻燃性能的影响
• 4.3.2 阻燃剂P采用热熔工艺对染色织物色光的影响
• 4.3.3 阻燃剂P采用高温浸渍工艺对染色织物阻燃性能的影响
• 4.3.4 阻燃剂P采用高温浸渍工艺对染色织物色光的影响
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢