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阻燃无纺布布的特性

作者:www.sdhuaye.com来源:山东华业无纺布 浏览次数: 日期:2014年5月9日 17:17

简介
无纺布发现需要阻燃性在人的地区越来越多的应用,一旦纺织品织造的唯一领域,非织造布产品主要采用合成纤维,如聚烯烃,聚酯或尼龙,代表高度易燃的产品制造。聚丙烯,特别是燃烧非常迅速地具有相对低的烟量与不留,因为它的全脂肪族烃结构的炭残余物。其自燃温度约为570℃,它提出了一个快速的分解率与木材及其他纤维素材料相比,

因此,使用与合成纤维制成的非织造布,可导致在许多情况下增加了火灾的危险。这必须考虑到更时下以来,有一种趋势以较低成本的材料来代替成本高的材料,例如聚丙烯。 


阻燃无纺布
阻燃性可以通过两种方式来实现的非织造布:添加剂(机械共混的阻燃化学与在挤出前的聚合物)和局部(涂布纤维或织物具有阻燃化学)。添加剂类型与热塑性塑料有用,而局部治疗可与热塑性塑料,热固性塑料和天然纤维使用。

什么是阻燃剂和它们如何工作? 
有几个阶段,在燃烧过程:加热,分解,点火,火焰传播和烟雾一代。燃烧导致产生的热量被反馈和热分解的聚合物中,产生更多的燃料,并保持燃烧过程去。阻燃剂是干扰在一个或若干个在燃烧过程中的步骤的化学物质。这样做是在行动四种不同的模式:
  1. 反应在气相中进行,
  2. 反应在凝聚相,
  3. 冷却效果,
  4. 摊薄影响。
阻燃添加剂非织造布必须满足以下要求: 
  • 该产品不能自然色纤维的着色或产生不利影响。
  • 它必须是纤维生产过程中禁止吸烟。
  • 它必须对短​​期和长期的纤维性能无不良影响。
  • 它必须对紫外线(UV)的耐用性没有不利影响。
  • 它必须通过最新标准在全球市场。
阻燃性能的基础 
点火和燃烧的过程可以在短时间内被描述为一个气相反应。因此,一种物质必须成为气体燃烧。与任何固体,织物暴露在热源经历温度上升。如果源的温度(或者辐射或气体火焰)足够高和热量传递到织物的净速率是高的,将发生纤维基材的热分解。这种分解的产品包括可燃气体,非可燃气体和含碳焦炭。的可燃气体混合与周围空气和氧气。将混合物点燃,产生火焰,当它的成分和温度是有利的。

在火焰中产生的热量的一部分被转移到织物上,以维持燃烧过程和部分散失到周围环境中。由纺织品无论是在历史时期和现今所带来的相当大的火灾隐患是纤维的比表面积大,易于获得大气中的氧气的结果。阻燃性的目的,是则抑制或什至抑制作用的化学和/或物理的固体,液体或气体相的燃烧过程。它可以与燃烧在此过程中的特定阶段,例如在加热,分解,着火或火焰蔓延干涉。 

各种方法可用于更有效地保护材料免受火灾。第一种方法是使用固有的阻燃聚合物或高性能聚合物,但它意味着使用可能不具有所要求的特性的具体材料。第二种方法是化学改性的现有聚合物,合成聚合物的FR。第三种方法是使用阻燃剂和/或颗粒(微或纳米分散)的材料(如热塑性塑料,热固性塑料或合成纤维)或在涂层覆盖其表面直接结合(例如结构钢或纺织品)。在本节中,我们只专注于阻燃材料的作用机理。我们的目的是为读者提供阻燃性的一般原则。 

在其中的阻燃剂可以充当各种方式不发生单独但应被视为在其中同时出现许多各个阶段的复杂过程,其中一个支配(例如,使用氢氧化物引起的吸热分解,冷却衬底和可燃性气体的混合物稀释,由于与氧化的保护屏障的形成相关联的惰性气体)的形成。 

物理操作 
的方法有多种,其中在燃烧过程中可通过物理被滞后动作:
  1. 通过形成保护层。在外部热通量的添加剂,可以形成屏蔽具有低的热导率,可以减少从热源的热量传递给物料。
  2. 冷却。添加剂的降解反应可以在燃烧的能量平衡中发挥作用。该添加剂可以降低endothermally,其中衬底冷却到低于所需的维持燃烧过程的温度。
  3. 通过稀释。的惰性物质(如填料,如滑石或白垩)和产生的分解气体的惰性添加剂的掺入稀释在固体和气体相的燃料,使所述气体混合物的着火下限不超过。
化学作用 
的最显著化学反应与燃烧过程干涉发生在凝聚相和气相:
  1. 反应在凝聚相。下面两种类型的反应可以发生。首先,聚合物的分解可通过阻燃剂使聚合物的一个显着的流动,因此,从火焰,这打破了影响范围撤出来加速。其次,阻燃剂可引起层的碳(碳化),一种陶瓷状的结构和/或要在聚合物表面形成的玻璃。
  2. 反应在气相中进行。在燃烧过程中,发生在气相中的自由基机理是由阻燃或者其降解产物的中断。
阻燃添加剂体系可以单独使用或与其它系统中的聚合物材料协会用于获得协同作用,即起保护作用比假定从加法的每个系统的分离效果更高。 

不同的方法对阻燃非织造布 
大多数纤维是高度可燃的(除了高性能纤维)和来自织物的可燃性很大程度上取决于织物的结构和密度。有几种方法可以用来增强单独或混合其他纤维使用fiberbased织物的防火性能:
  1. 涂层和/或整理处理可以被应用到从热源屏蔽织物和防止易燃物质的挥发。这些可以采取简单的保护性涂层的形式,或者更常见的是,织物与该熔化并形成一种玻璃状涂层在暴露于火源 - 无机盐的治疗。
  2. 热不稳定的化学品,通常是无机碳酸盐或水合物,在材料中掺入,常作为背涂层,以维持在地毯或织物的表面特性。
  3. 材料是能够消散显著量的热量被层叠的织物或复合结构,否则本文。这可能是简单如金属箔或其它热导体或复杂,如各种相变材料吸收大量的热量,因为它们分解或挥发的。如果有足够的热量从曝光的点去除,点火条件未能达成。
  4. 炭促进化学处理,可能是纤维活性或反应性产生launderable或非耐用阻燃性,分别。
  5. 能够释放的自由基捕集剂,经常有机溴或有机氯化合物的化学品,可并入该织物。
  6. 在合成纤维(上面列出的方法是有效的天然的和合成的纤维),添加剂(microfillers和/或纳米颗粒)的直接掺入或特定组的化学接枝/共聚的特殊情况。
阻燃纤维非织造布 
为使阻燃纤维,几种方法可以考虑: 
  1. FR添加剂的聚合物熔体或在挤出之前的溶液的掺入, 
  2. 共聚或FR分子接枝到聚合物主链,和 
  3. 使用半永久性或持久的整理。唯一候选施加第一两种方法是合成纤维。
合成纤维很多,他们都要求阻燃性,适合他们的化学配方。然后,我们将专注于最悠久和使用的纤维。它们包括聚乳酸(PLA),聚酯,聚酰胺,聚丙烯等。所有这些纤维被用于制造非织造布。 

的复丝进行编织,用锥形量热仪在35千瓦/平方米的外部热通量的易燃性研究。取决于粘土负载,RHR的峰值表明这些聚乳酸纤维的改进的防火性能下降多达38%。焦炭的形成表明凝聚相。机制的纳米复合材料的情况下,观察 

聚酯纤维是在工业制造领域使用,并且可以在应用的几个领域发现的主要合成纤维。作为聚酯纤维是不易燃性,阻燃性是显著问题。

由霍罗克斯最近的工作一直是将基于多磷酸铵,磷酸三聚氰胺,季戊四醇亚磷酸酯,环状膦酸酯和类似制剂选定阻燃剂成尼龙6的效果的调查和6.6在纳米粘土的存在和不存在。他们发现,在尼龙6.6的所有有效的系统,包括纳米粘土的证明,因为粘土的集聚除了三聚氰胺磷酸盐显著协同行为。他们在尼龙6中的情况则报告说,纳米粘土的存在中的作用对抗性的方式(在意向书之条款)。要解释为什么纳米粘土降低了FR-自由尼龙6薄膜的LOI值,但不是尼龙6.6的,他们提出,纳米粘土增强纤维结构无论是在固态和熔融阶段,从而降低其淋漓的能力。 

聚丙烯(PP )是目前技术的最终用途,其中高拉伸强度和低成本是至关重要的特征增长最快的纤维之一。 

可接受的阻燃剂的聚丙烯,特别是纤维形成性等级,应该有 
  1. 的热稳定性,直至正常PP的加工温度(<260℃),
  2. 与PP和没有添加剂的迁移的良好的相容性,
  3. 阻燃性质时,存在于纤维和
  4. 效率在相对较低的水平(通常小于10重量%),以减少其对纤维/织物性能的影响以及成本。
阻燃非织造布的应用
为了确保有关防火,标准,规定和要求,在这一领域的公众安全不断讨论和修改。这是不容易进行导航的检测方法和标准的迷宫。在欧洲,统一开始于20世纪90年代,目前仍在进展。新法规提出新的hallenges阻燃性行业。FR的非织造布的应用实例,现报道如下。

防护服 
的防护服装领域是比较大的有不同的要求,因为它融合了男性在工作和军事应用的保护,以及服装的消防队员。这个问题也比较复杂,因为需要在这一应用领域中使用的材料的一些属性。事实上,热防护性能是必要的,而且热-湿转印性能和舒适性能,包括亮度,例如,必须考虑的,并且通常为热和湿气屏障之间的平衡有被发现。通常情况下,防护面料含有多达五六层的多层衣服。消防防护服的消防队员至少包括四层:外层和内层,防潮和散热衬垫。这些层预计可提供足够的热,火焰,液体,化学和机械保护。非织造布的高性能纤维组成通常用作导热衬垫防护服装。

消防受体阻滞剂的座椅和内饰 
消防受体阻滞剂通常非常火被放置家具的外盖布和缓冲材料的第一层之下耐磨材料座椅,床垫和家具装饰。笨重的缓冲材料所代表的主要燃料来源,因此最大的潜在危险。火受体阻滞剂作为热源(火焰,香烟等)和缓冲材料限制火灾增长和发展之间的屏障。织物状火阻滞剂包括织造和针刺织物由高度耐纺织纤维如玻璃制成,诺梅克斯,芳纶,PBI等的一些织物状火阻滞剂可被设计使用的不同的组合的纺织产品纤维和织物护理。第一代现代消防受体阻滞剂是20世纪70年代期间的商品名VonarTM介绍了杜邦公司。

其他应用程序 
阻燃非织造布的另一个应用是灵活的保温板为建筑施工。虽然传统的保温材料,如矿棉,聚苯乙烯被广泛使用,回归生态与自然注意到了几个应用领域也观察到在建筑行业。天然羊毛,椰子,甚至鸭毛被用来设计隔热板。然而,所有这些材料很容易,因而燃烧的FR的治疗是必需的。针的发展打孔无纺布和气流成网非织造布的基础上阻燃改性天然纤维已报道和已经证明,这种材料满足在建筑应用中的使用要求。最后,值得注意的是,在有些情况下阻燃性能要求的一次性非织造布的应用,例如在汽车行业中使用。手术室以及空气过滤器中使用手术单

结论 
经过多年的研发和广泛的分析测试产生的活性添加剂和母料,聚酯纤维制造商的最终产品。申请阻燃非织造布的需求量逐年递增。因此,非织造布生产商正在进入新的市场,他们必须符合既定的阻燃要求。


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