阻燃纤维有哪些,纺织纤维的阻燃性与抗熔性
(一)纺织纤维的阻燃性
纺织纤维的阻燃性按其燃烧能力的不同可分为:
(1)易燃的:燃烧迅速,如纤维素纤维、腈纶。
(2)可燃的:燃烧缓慢,如羊毛、蚕丝、锦纶、涤纶和维纶等。
(3)难燃的:与大火焰接触时燃烧,离开火焰自行熄灭,如氯纶。
(4)不燃的:与火焰接触也不燃烧,如石棉、玻璃纤维、碳纤维等。
燃烧性好的纤维及其制品会引起火灾。各种纤维及其制品所造成的危害程度与纤维的点燃温度、火焰传播速率和范围以及燃烧时产生的热量有关。随着生活现代化的发展,对纺织纤维阻燃性的要求越来越高。表示纤维及其制品燃烧性的指标有以下两个方面。
1.可燃性指标
可燃性指标是以纤维点燃温度或纤维的发火点作为评价指标,如表1所示。显然,点燃温度或发火点越低,纤维越容易燃烧。天然纤维比合成纤维容易燃烧,而天然纤维中,蚕丝是较不易燃烧的,且柞蚕丝优于桑蚕丝。
表1 纤维的点燃温度与发火点
2.耐燃性指标
耐燃性指标是以燃烧时材料重量减少程度或火焰维持时间长短或用极限氧指数来表示。极限氧指数(LOI)是指材料经点燃后在氧-氮大气里持续燃烧所需的最低氧气浓度,一般用氧占氮-氧混合气体的体积比(或百分比)表示。 LOI值越大,材料的耐燃性越好。空气中氧所占的比例接近20%。因此从理论上讲只要LOI> 21%就有自灭作用。但实际上,在发生火灾时,由于空气对流等作用的存在,要达到自灭作用,纺织纤维材料的极限氧指数需要在27%以上。常见织物的极限氧指数如表2所示。
表2纯纺织物的极限氧指数
目前,改善和提高纺织纤维及其制品的阻燃性能有两种途径:一种是对制品进行阻燃整理,另一种是制造阻燃纤维。阻燃纤维有两类,一类是在纺丝原液中加人防火剂,混合纺丝制成,如粘胶纤维、腈纶、涤纶的改性防火纤维。另一类是由合成的难燃聚合物纺制而成。
(二)纺织纤维的抗熔性
纤维接触火焰时抵抗破坏的性能称为抗熔性。抗熔性与纤维的熔点、分解所需热量、比热容以及回潮率大小等因素有关。
纤维的比热容[kJ/(kg·℃)]是指1kg重的纤维,在温度变化1℃时所吸收或放出的热量(kJ)。各种纤维的比热容如下:生丝、锦纶为6;羊毛为1.67~1. 88;棉、亚麻、腈纶、粘胶纤维为1.38~1.63;涤纶为1.09~1.13;玻璃纤维为O.88。在纺织纤维通常的回潮率范围内,比热容随回潮率上升而增大。在相同质量下,升高相同温度时,比热容大的纤维与比热容小的纤维相比,需获得较大的热量,或者说,若得到相同的热量,比热容大的纤维温升小而比热容小的纤维温升大。
热塑性合成纤维如涤纶、锦纶等接触火星或其他热体时,若火星和热体的表面温度高于纤维的熔点。接触部位就会因吸收热量而开始熔融,并随着熔体向四周收缩,在织物上形成熔孔。天然纤维和粘胶纤维等接触火星或其他热体时,若火星和热体表面温度高于纤维的分解点,接触部分就会因吸收热量而开始分解或燃烧,造成破坏。不同纤维从50 ℃开始至纤维熔融或分解所需接收的热量见表3。使1g重的涤纶或锦纶纤维熔融所需要的热量,仅为使1g棉或羊毛纤维热分解所需热量的30%~50%,这就是说,使涤纶和锦纶织物熔融所需热量要比分解天然纤维少得多。
表3纤维熔融或分解所需接受的热量
由此可见,天然纤维和粘胶纤维抗熔性较好,而涤纶、锦纶等热塑性合成纤维的抗熔性较差。为改善燃烧性纤维的抗熔性,可将其与天然纤维和粘胶纤维混纺,或者在制成织物后进行抗熔、防熔整理。
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