摘要:采用磷系阻燃剂对锦纶织物进行阻燃整理。探讨了各因素对阻燃效果的影响，得出锦纶织物阻燃整理优化工艺为阻燃剂200 g/L、助剂15 g/L、浸渍温度60℃×3 h。经整理的织物中甲醛含量0．43 mg/kg，且水洗15次后阻燃性能达到美国航空防火标准，有较好的阻燃性和耐久性。
    关键词:锦纶;织物;阻燃整理;阻燃性能;工艺设计;优选设计
    中图分类号:TS195．592文献标识码:B文章编号:1001-2044(2012)02-0032-03
    锦纶燃烧时熔融滴落容易造成火灾蔓延［1］，因此限制了其应用。普通阻燃锦纶织物采用卤素阻燃剂，虽然具有阻燃效果，但用于飞机、火车、汽车等交通工具时，容易释放有毒气体，使能见度降低，带来安全隐患。锦纶的活性较差，导致阻燃整理液无法渗入纤维内部，造成阻燃效果降低，耐洗度差［2］。采用磷酸酯类无卤素阻燃剂对锦纶织物进行阻燃整理，具有耐久性。
    1·试验仪器设备和试验方法
    1．1试验材料和设备
    试验材料:乳化剂LF100、片碱、磷酸酯类阻燃剂、渗透剂(异丙醇)、锦纶66织物，织物经、纬密分别为75、160根/10 cm，面密度0．318 kg/m2。
    试验设备:电子天平、HH－S数显恒温水浴锅、垂直燃烧试验仪、西门子全自动洗衣机、焙烘箱、GDW/JB－0100型高低温热交变试验箱、GDYQ－201SY型纺织品甲醛测定仪。
    1．2阻燃整理工艺流程
    配制阻燃液→浸渍(浴比1∶10)→脱水(8 min)→烘干(70℃×30 min)→性能测试。
    1．3测试
    1．3．1阻燃性能测试
    采用垂直法，参照标准GB/T 8745《纺织品燃烧性能织物表面燃烧时间的测定(ISO 10047－1993，IDT)》。
    1．3．2耐洗性能测试
    引用GB/T 8629—2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序(ISO 6330:2000)》［3］。
    2·试验机理
    磷酸酯类阻燃剂燃烧时生成的偏磷酸可形成稳定的多聚体，覆盖于材料表面，隔绝氧气和可燃物。另外，在燃烧过程中能促进有机物质转化为碳(元素碳)，就减少了易燃性含碳气体的形成。碳还阻止了氧及热进入被燃烧的物体，以此来保持物体不致燃烧。
    在阻燃整理工艺中，阻燃剂是决定阻燃效果的重要因素，阻燃剂用量越大，织物阻燃效果越好。渗透剂可以促进整理剂均匀分散地渗透至纤维内部，提高阻燃剂的固着率。为了使阻燃剂迅速和纤维大分子反应，浸渍温度对反应也起到一定的促进作用。浸渍温度高、时间长，可以加快整理剂扩散至纤维内部，使反应充分进行。当然，浸渍时间并不是越长越好，纤维毛细管的扩张和交联反应是有限度的，而且也应该考虑能耗与实际生产效率。因此在整理工艺中探讨阻燃剂用量、渗透剂用量、浸渍温度与时间对织物阻燃效果的影响很有必要，也是优化工艺时必须考虑的主要因素。
    3·试验部分与结果分析
    3．1单因子分析
    3．1．1阻燃剂用量对阻燃性能的影响
    工艺参数:渗透剂异丙醇用量15 g/L，浴比1∶10，浸渍条件60℃×2 h，阻燃剂用量X g/L。试验结果见表1。
              
    由表1可以看出，随着阻燃剂用量的增加，停留在织物内的磷元素也增加，阻燃性能随之提高，但阻燃剂用量增加到250 g/L后阻燃效果反而下降。这是因为一部分阻燃剂没有很好地结合到织物上去，造成了实际阻燃剂含量的减少;另外，阻燃剂含量的增加，虽然可起到固相和气相阻燃作用，但是由于阻燃剂分解所释放出的热量会反馈到织物中去，加剧纤维的融入分解，造成阻燃性能的降低［4］。
    3．1．2渗透剂用量对阻燃性能的影响
    工艺参数:阻燃剂200 g/L，浸渍60℃×2 h，浴比1∶10，渗透剂用量X g/L。试验结果见表2。
    由表2可以看出，随着渗透剂用量的增加，阻燃性能也随之提高，但当渗透剂用量达到20 g/L时，阻燃性能几乎不再提高。
    3．1．3浸渍温度和时间对阻燃性能的影响工艺参数:阻燃剂200 g/L，渗透剂15 g/L，浸渍条件X℃×2 h，温度对阻燃性能的影响见表3;阻燃剂200 g/L，渗透剂15 g/L，浸渍条件60℃×X h，浸渍时间对阻燃性能的影响见表4。
             
    由表3知，随着浸渍温度的提高，阻燃性能也相应地提高。由表4可以得到随着浸渍时间的延长，阻燃性能也会增强，但温度过高、时间过长，增强效果并不明显。
    3．2正交试验分析
    通过多次不同的阻燃剂用量、助剂用量、浸渍温度与时间单因子试验探索后，采用正交试验的方法，对影响阻燃性能的4种主要因素:阻燃剂用量、助剂用量、浸渍温度和浸渍时间进行讨论。正交表选用L9(34)，各因子与水平见表5，指标测试结果见表6。试验结果的正交分析表见表7
    由表7对试验结果的正交分析可以直观地看出，对平均余焰时间的影响大小依次为:阻燃剂用量＞浸渍时间＞浸渍温度＞助剂用量;对平均滴焰时间的影响大小依次为:浸渍时间＞阻燃剂用量=浸渍温度＞助剂用量;对平均燃烧长度的影响大小依次为:阻燃剂用量＞助剂用量＞浸渍时间＞浸渍温度。
    对各个指标的综合平衡分析，最主要的影响因素是阻燃剂用量，其次是浸渍时间，然后是浸渍温度，最后是助剂用量。确定的最佳工艺参数为阻燃剂用量200 g/L;助剂用量15 g/L，浸渍60℃×3 h。
    在最优整理工艺条件下，所整理的织物水洗15次后测得:平均余焰时间6．5 s，平均滴焰时间3 s，平均燃烧长度5．85 cm，各项阻燃性能指标都能达到美国航空防火标准(平均余焰时间＜15 s，平均滴焰时间＜5 s，平均燃烧长度＜20．3 cm)。测试最佳整理工艺整理后的织物甲醛含量为0．43 mg/kg。所以经过阻燃整理的黏扣带甲醛含量远远低于相关规定标准(婴幼儿类服装＜20 mg/kg，成人服装≤75 mg/kg)［5］，符合纺织品后整理的生态环保要求。
    4·结语
    通过单项因子试验得出:阻燃性能随着阻燃剂用量的增大而提高，助剂用量对阻燃性能的影响不显著，浸渍温度越高、浸渍时间越长会使阻燃性能相应提高。通过正交试验得出:最主要的影响因素是阻燃剂用量，其次是浸渍时间，然后是浸渍温度，最后是助剂用量;最优优整理工艺为阻燃剂200 g/L，渗透剂15 g/L，浸渍60℃×3 h。测得整理后织物甲醛含量0．43 mg/kg，符合纺织品后整理的生态环保要求。水洗15次后，其阻燃性能仍达到美国航空防火标准。
参考文献:
［1］李艳玲，毛如增．超细氢氧化镁阻粉体表面改性研究［J］．粉体加工与处理，2007(1):29－32．
［2］佘文骊．硅烷偶联剂封端改性水性聚氨酷的研究［J］．中国胶粘剂，2008，17(6):10－15．
［3］全国纺织品标准化技术委员会基础分会．GB/T 8629—2001中华人民共和国国家标准［S］．北京:中国标准出版社，2001:56－62．
［4］焦晓宁，刘建勇．非织造布后整理［M］．北京:中国纺织出版社，2008．
［5］陈芸．我国生态纺织品标准及测试方法的研究现状［J］．认证技术，2009(2):23－24．