植酸對(duì)滌綸織物的阻燃整理

絲綢具有優(yōu)良的性能，如高強(qiáng)度、高保形性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐堿性，廣泛應(yīng)用于裝飾和家庭住宅領(lǐng)域。植酸(PA)又稱(chēng)肌醇六磷酸酯,是一種環(huán)境友好、無(wú)毒的天然含磷有機(jī)化合物,其較高的含磷量(28%)賦予其優(yōu)良的阻燃性能本實(shí)驗(yàn)采用植酸對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理,探討工藝影響因素,得到優(yōu)化的阻燃整理工藝條件,并探討滌綸的阻燃性能。1實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備1.1.1單件白色滌綸梭織物(200g/m1.1.2試劑植酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%,上海麥恪林生化科技有限公司),三羥甲基氨基甲烷(生物試劑,生工生物工程股份有限公司)。1.1.3試驗(yàn)織物、儀器和儀器pHS-25型精密pH計(jì),DNG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,JJ200型電子天平(上海丹納赫西特傳感工業(yè)控制有限公司),EL-400型立式小軋車(chē),LD-400型小型定形烘干機(jī)(上海朗高紡織設(shè)備有限公司),YG026A型電子織物強(qiáng)力機(jī)(常州第二紡機(jī)廠),全自動(dòng)白度計(jì),YG(B)022D型自動(dòng)織物硬挺度試驗(yàn)儀(溫州大榮紡織儀器有限公司),FTT0080型氧指數(shù)測(cè)定儀,FTT0001型微型量熱儀(英國(guó)FTT公司),SDTQ600型熱分析儀。1.2阻燃劑浸二軋整理工藝:配制植酸工作液,用三羥甲基氨基甲烷(Tris)調(diào)節(jié)工作液pH值。二浸二軋(阻燃劑質(zhì)量濃度50、100、150、200、250、300g/L,軋余率80%)→預(yù)烘(90℃,180s)→焙烘(溫度150℃、160℃、170℃、180℃、190℃,時(shí)間60,120,180、240,300s)。1.3測(cè)試測(cè)試1.3.1極限氧指數(shù)法采用FTT0080型自動(dòng)氧指數(shù)測(cè)定儀,參照GB/T5454-2014《紡織品燃燒性能試驗(yàn)———氧指數(shù)法》,測(cè)試織物的極限氧指數(shù)。1.3.2白費(fèi)按GB/T17644-2008《紡織纖維白度———色度試驗(yàn)方法》,采用白度儀進(jìn)行測(cè)定。1.3.3拉伸性能測(cè)試按GB/T3923.1-1997《紡織品———織物拉伸性能第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定-條樣法》,采用YG026A型電子織物強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行測(cè)定。1.3.4織物彎曲性能按GB/T18318-2001《紡織品織物彎曲長(zhǎng)度的測(cè)定》,等效于標(biāo)準(zhǔn)ISO9073-7;采用YG(B)022D型自動(dòng)織物硬挺度試驗(yàn)儀進(jìn)行測(cè)定。1.3.5微膠量熱釋放速率測(cè)定剪取0.005g織物試樣于小坩堝中,采用FTT0001型微型量熱儀進(jìn)行測(cè)定,包含:熱釋放總量、最高裂解溫度、熱釋放能力和熱釋放速率峰值。1.3.6熱重分析tg將樣品烘干剪碎至粉末狀,在N2結(jié)果與討論2.1植物和酸處理2.1.1ph值對(duì)loi和酸度的影響植酸質(zhì)量百分比濃度為200g/L,軋余率80%,90℃下預(yù)烘180s,180℃下焙烘180s的條件下處理滌綸織物,分別選取pH值為0.56、4、5、6、7,考察pH值對(duì)LOI值和白度的影響,結(jié)果如圖1所示。由圖1可知,當(dāng)調(diào)節(jié)植酸溶液的pH值時(shí),滌綸織物的白度有明顯的提升,而隨著pH值的增加,氧指數(shù)存在一個(gè)峰值,當(dāng)pH值=5時(shí),LOI值最大為29.1。綜合考慮滌綸織物的LOI值和白度值,確定工作液pH值為5比較適合。2.1.2焙烘溫度對(duì)loi值及酸度的影響植酸200g/L,pH值5,軋余率80%,90℃下預(yù)烘180s的條件下,分別在150℃、160℃、170℃、180℃、190℃下焙烘180s,考察焙烘溫度對(duì)LOI值及白度的影響,結(jié)果如圖2所示。由圖2可知,隨著焙烘溫度的升高,滌綸織物的LOI值增大,即阻燃性提高。焙烘溫度170℃時(shí),LOI值達(dá)到30.7,阻燃效果達(dá)到最佳,超過(guò)170℃反而下降。而隨著焙烘溫度的升高,滌綸織物的白度逐漸降低,超過(guò)170℃下降趨勢(shì)明顯。綜合考慮滌綸織物的LOI值和白度值,選擇焙烘溫度為170℃。2.1.3焙烘時(shí)間對(duì)loi值和酸度的影響植酸200g/L,pH值5,軋余率80%,90℃下預(yù)烘180s,焙烘溫度170℃的條件下,焙烘時(shí)間分別選取60、120、180、240、300s,考察焙烘時(shí)間對(duì)LOI值和白度的影響,結(jié)果如圖3所示。由圖3可知,焙烘時(shí)間對(duì)LOI值的影響較小,隨著焙烘時(shí)間的增加,滌綸織物的LOI值增大,當(dāng)焙烘時(shí)間為180s時(shí)LOI值最大為30.7;繼續(xù)增加時(shí)間,LOI值反而下降。而隨著焙烘時(shí)間的增加,滌綸織物的白度逐漸降低,超過(guò)180s下降趨勢(shì)明顯。綜合考慮滌綸織物的LOI值和白度值,選擇焙烘時(shí)間為180s。2.1.4植酸質(zhì)量濃度對(duì)滌綸織物loi值和去色量的影響pH值5,軋余率80%,90℃下預(yù)烘180s,170℃下焙烘180s的條件下處理,分別選取植酸質(zhì)量濃度50、100、150、200、250、300g/L,考察植酸質(zhì)量濃度對(duì)LOI值的影響,結(jié)果如圖4所示。由圖4可知,隨著植酸質(zhì)量濃度的增加,LOI值增加;當(dāng)植酸質(zhì)量濃度達(dá)到200g/L時(shí),LOI值從21.5提升到30.7,阻燃效果較好。當(dāng)植酸質(zhì)量濃度>200g/L時(shí),LOI值上升曲線趨于平緩。而隨著植酸質(zhì)量濃度的增加,滌綸織物的白度基本沒(méi)有變化。綜合考慮滌綸織物的LOI值和白度值,選擇植酸質(zhì)量濃度為200g/L。綜上所述,植酸阻燃整理滌綸織物的優(yōu)化工藝為:植酸質(zhì)量濃度200g/L,工作液pH值5,預(yù)烘溫度90℃,預(yù)烘時(shí)間180s,焙烘溫度170℃,焙烘時(shí)間180s。2.2抗粘涂層性能2.2.1滌綸織物的loi值采用上述優(yōu)化工藝對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理,采用氧指數(shù)測(cè)定儀和垂直燃燒試驗(yàn)儀測(cè)定其相關(guān)數(shù)據(jù),測(cè)試結(jié)果如表1所示。由表1可知,經(jīng)植酸處理的滌綸織物的LOI值有明顯的提高。由于未處理滌綸織物燃燒后生成大量融滴,續(xù)燃時(shí)間明顯增加,而阻燃整理滌綸織物燃燒時(shí)生成的融滴量較少,續(xù)燃時(shí)間為0s。未處理滌綸織物和阻燃整理滌綸織物在垂直燃燒試驗(yàn)雖然損毀長(zhǎng)度(炭長(zhǎng))沒(méi)有明顯的降低,但整理織物的燃燒面積明顯小于未處理織物的燃燒面積。LOI和垂直燃燒試驗(yàn)均表明,PA作為阻燃劑能顯著改善滌綸織物的阻燃性能。2.2.2織物熱釋放速率采用上述優(yōu)化工藝對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理,其熱釋放速率曲線和相應(yīng)的燃燒數(shù)據(jù)分別如圖5和表2所示。由圖5可知,經(jīng)植酸整理的滌綸織物的熱釋放速率峰值明顯降低,與未處理滌綸織物的熱釋放速率峰值435W/g相比,阻燃整理的滌綸織物的熱釋放速率峰值為196W/g。如表2所示,阻燃整理滌綸織物的熱釋放能力和熱釋放總量均顯著下降,大大降低了火災(zāi)危險(xiǎn)性。2.2.3滌綸織物的高溫降解采用上述優(yōu)化工藝對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理,在氮?dú)馇闆r下,對(duì)阻燃整理滌綸織物進(jìn)行熱失重分析,未處理滌綸和阻燃整理滌綸的TG曲線如圖6所示,其熱重分析數(shù)據(jù)如表3所示。由表3可知,未處理滌綸織物在390℃開(kāi)始分解,之后失重迅速增加,最大降解速率發(fā)生在443℃;而阻燃整理滌綸織物的開(kāi)始失重溫度為376℃,最大失重率時(shí)的溫度為431℃,較未處理滌綸都提高了,這是由于植酸的P-C鍵受熱易分解,可以捕捉滌綸織物在高溫降解時(shí)產(chǎn)生的活性自由基。由圖6可知,阻燃整理滌綸織物在100℃左右有一失重峰,這可能是由于PA脫水所致;在260℃左右有一失重峰,歸因于PA熱分解,碳化。TG分析結(jié)果表明,PA是一種有效的成炭劑,具有改善滌綸織物阻燃性能的作用,阻燃整理后的滌綸織物的成炭率高達(dá)23.33%,而未處理滌綸織物的成炭率僅為5.35%。2.2.4阻燃整理滌綸織物的性能采用上述優(yōu)化工藝對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理,其物理性能見(jiàn)表4。由表4可知,與未處理滌綸織物相比,阻燃整理滌綸織物的斷裂強(qiáng)力下降百分比僅為4.8%,白度下降百分比為14.69%,硬挺度下降百分比為10.4%,均無(wú)明顯影響。3織物阻燃整理(1)植酸對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理的優(yōu)化工藝為:植酸質(zhì)量百分比濃度200g/L,工