涤纶织物的阻燃及抗熔滴研究

论文摘要

涤纶纤维材料及其制品迅猛发展,不断替代棉、金属等传统材料,广泛应用到日常生活和社会生产的各个领域。然而涤纶纤维及其制品具有不可忽视安全问题：首先易燃和火焰蔓延速度快；其次,造成二次伤害的高温熔融滴落；再次在燃烧时会产生大量的热量、烟及有毒气体。给人身、环境、社会生产造成巨大危害。因此很有必要开发阻燃效果高、抗熔滴及低烟的阻燃体系对涤纶材料进行改性。本论文采用二氧化硅作为新的阻燃添加剂对阻燃带进行改性；其次采用了硼酸锌、二茂铁、氧化锌和三氧化钼组成的抑烟体系对阻燃带进行消烟改性；再采用了聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺组成的膨胀阻燃体系和氧化锌、二茂铁、氧化镁、硼酸锌组成的抑烟体系对阻燃带进行了阻燃消烟改性。采用极限氧指数仪和垂直燃烧仪对样品进行燃烧性能的测试,结果表明经过改性的阻燃带氧指数高达29.0%,且抗熔滴。采用热失重和差示扫描量热分析对样品的热性能进行测试,结果表明改性二氧化硅、硼酸锌和膨胀阻燃体系都改变了塑化片的热分解过程,体系的残炭量增加到30.0%。烟密度测试结果表明,抑烟剂的加入降低了发烟量,经过膨胀阻燃抑烟体系改性后的阻燃带,最大烟密度(Dm)可以降低40%。本论文采用羟基亚乙基二膦酸和氨基磺酸组成的体系对涤纶布料进行了阻燃后整理,以及采用羟基亚乙基二膦酸、氨基磺酸铵和季戊四醇组成的新型膨胀体系阻燃后整理了涤纶布料。采用极限氧指数仪和垂直燃烧仪对样品进行燃烧性能的测试,结果表明经过阻燃后整理的涤纶布料,氧指数高达28.0%以上,垂直燃烧续燃时间缩短到Os且抗熔滴。采用热失重和差示扫描量热分析对样品的热性能进行测试,结果表明阻燃整理后涤纶初始分解温度提前,热分解温度变宽,放热峰变弱,成炭量增加。采用扫描电镜获得了燃烧残余物的微观形貌,照片显示,经过阻燃整理,燃烧后都形成了多孔膨胀炭层。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 聚合物燃烧降解过程及其危害
• 1.1.1 聚合物燃烧过程
• 1.1.2 聚合物燃烧降解过程
• 1.2 聚合物阻燃机理
• 1.2.1 固相阻燃机理
• 1.2.2 气相阻燃机理
• 1.2.3 纺织品阻燃作用
• 1.3 涤纶织物阻燃整理
• 1.3.1 阻燃改性方法
• 1.3.2 涤纶后整理阻燃阻燃剂
• 1.4 涤纶芯聚氯乙烯（PVC）全塑阻燃带
• 1.4.1 阻燃增塑剂
• 1.4.2 含卤阻燃剂
• 1.4.3 含磷阻燃剂
• 1.4.4 无机阻燃抑烟剂
• 1.5 前人研究成果
• 1.6 研究内容和创新点
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究创新点
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 织物的预处理
• 2.2.2 浸轧工艺
• 2.2.3 涤纶芯PVC全塑阻燃带制备工艺
• 2.3 测试方法
• 2.3.1 全反射红外分析
• 2.3.2 极限氧指数（LOI）
• 2.3.3 垂直燃烧
• 2.3.4 热重分析
• 2.3.5 扫描电子显微镜
• 2.3.6 力学性能测试
• 2.3.7 失/增重测试
• 第三章 涤纶芯全塑带的阻燃及抑烟研究
• 3.1 前言
• 3.1.1 芯带的材质和结构
• 3.1.2 阻燃及抑烟的配方设计
• 3.2 二氧化硅对阻燃带性能的影响
• 3.2.1 二氧化硅对阻燃带氧指数的影响
• 3.2.2 二氧化硅对阻燃糊料塑化片力学性能的影响
• 3.2.3 偶联剂改性对二氧化硅在阻燃糊料塑化片中分散性的影响
• 3.2.4 改性二氧化硅对阻燃糊料塑化片热性能的影响
• 3.3 阻燃抑烟体系对涤纶芯全塑带性能的影响
• 3.3.1 复配抑烟体系对材料性能的影响
• 3.3.2 抑烟体系对阻燃带阻燃性能的影响
• 3.3.3 抑烟体系对阻燃糊料塑化片拉伸性能的影响
• 3.3.4 抑烟体系对阻燃带最大烟密度（Dm）的影响
• 3.3.5 抑烟体系对塑化片热性能的影响
• 3.4 膨胀体系对涤纶全塑带性能的影响
• 3.4.1 前言
• 3.4.2 不同聚合度的APP对阻燃带性能的影响
• 3.4.3 膨胀体系不同配比对阻燃带氧指数的影响
• 3.4.4 膨胀体系对塑化片热性能的影响
• 3.4.5 抑烟体系对糊料塑化片力学性能的影响
• 3.4.6 抑烟体系对阻燃塑化片热性能的影响
• 3.4.7 膨胀阻燃抑烟体系对涤纶芯全塑带阻燃性能的影响
• 3.4.8 抑烟和膨胀阻燃体系对涤纶芯全塑带最大烟密度的影响
• 3.5 小结
• 第四章 纯涤纶布料的抗熔滴阻燃研究
• 4.1 前言
• 4.2 预处理对涤纶织物性能的影响
• 4.3 HEDP和氨基磺酸体系对涤纶阻燃整理的研究
• 4.3.1 阻燃液浓度对涤纶阻燃性能的影响
• 4.3.2 阻燃液配比对涤纶织物阻燃性能的影响
• 4.3.3 焙烘温度对阻燃涤纶织物性能的影响
• 4.3.4 涤纶织物阻燃前后热性能分析
• 4.3.5 全反射红外光谱
• 4.3.6 涤纶织物的残炭形貌分析
• 4.3.7 本节小结
• 4.4 HEDP和AMS阻燃后整理涤纶布料的研究
• 4.4.1 阻燃性能分析
• 4.4.2 热分析
• 4.4.3 残炭形貌分析
• 4.4.4 HEDP和氨基磺酸铵体系阻燃机理探讨
• 4.4.5 本节小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 符号说明
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附件