合成纤维的燃烧及阻燃机理

2019-01-26 09:48:30 豫龙纺织
变性腈纶棉阻燃面料
合成纤维种类很多,燃烧性能不尽相同。涤纶纤维受热分解时产生大量的可燃性物质、热和烟雾。
 
腈纶纤维属易燃纤维,容易受热燃烧。腈纶的燃烧是一个循环过程,在低温下腈纶发生环化分解产生梯形结构的杂环化合物,这些化合物在高温下发生裂解,并放出可燃性挥发气体,这些气体在氧的作用下着火燃烧,生成含HCN、CO、CO2、NH3等有毒烟雾。燃烧时放出的热量,除了部分散发外,还会进一步加剧纤维的裂解,从而使燃烧过程得以循环和继续。
 
锦纶纤维遇火燃烧比较缓慢,纤维强烈收缩,容易熔融滴落,而且燃烧过程容易自熄,这主要是由于锦纶的熔融温度与着火点温度相差较大的缘故。但锦纶纤维熔融滴落,这容易引起火在其它易燃材料的蔓延,从而引起更大的危害。由于其熔融温度较低,熔融后粘度较小,燃烧过程中生成的热量足以使纤维熔融,因此锦纶纤维比许多天然纤维容易点燃。虽然锦纶纤维燃烧收缩,熔融滴落而具有自熄灭的性质,但当其与其它非热塑性纤维混纺或交织时,由于非热塑性纤维起到“支架”作用,锦纶纤维更易燃烧。涤纶也是这种情况。
 
丙纶纤维属于易燃性纤维,燃烧时不易碳化,全部分解为可燃性气体,气体燃烧时释放出大量热量,促使燃烧反应迅速进行。
 
合成纤维种类不同,其阻燃机理也有所不同。涤纶纤维织物的阻燃剂大多是卤素和磷系阻燃剂。卤素类阻燃剂主要是通过阻燃剂受热分解生成卤化氢等含卤素气体,一方面在气相中捕获活泼的自由基,另一方面由于含卤素的气体的密度比较大,生成的气体能覆盖在燃烧物表面,一定程度上起到隔绝氧气与燃烧区域接触的作用。溴类阻燃剂的作用比氯类要大。锑类化合物与卤素有阻燃协效作用。磷系阻燃剂对含碳、氧元素的合成纤维具有良好的阻燃效果,主要是通过促进聚合物成炭,减少可燃性气体的生成量,从而在凝聚相起到阻燃作用。磷系阻燃剂改性的阻燃涤纶纤维燃烧时,在燃烧表面生成的无定形碳能够有效的隔绝燃烧表面与氧气以及热量的接触,同时磷酸类物质分解吸收热量,也在一定程度上抑制了聚酯的降解反应。
 
腈纶纤维的阻燃也大多是利用磷和卤素作为主要阻燃成分,其阻燃作用与应用在涤纶上类似。锦纶纤维的阻燃也主要是通过两种机理进行,一是凝聚相阻燃,通过促进聚酯胺燃烧过程成炭量的增加,降低可燃性气体的生成;二是通过气相自由基捕获机理,阻燃剂分解后与空气中的氧结合,减少活泼自由基的生成,达到阻燃目的。丙纶纤维的气相阻燃主要是通过卤素阻燃体系及协效体系来抑制气态的燃烧反应,凝聚相阻燃作用在丙纶上应用较少,因聚丙烯受热分解不易炭化,全部分解成可燃性气体。