阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維混紡織物阻燃性能研究

[編輯:Cyx]  [發布時間:2015-11-03 15:11:38]  []

楊琳^1,2，臧勇^1,2，金曉東^1,2，周鐳^1,2
（1.山東省紡織科學研究院；2.山東省特種紡織品加工技術重點實驗室）

　　摘要 研究了阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維混紡織物的阻燃性能。將兩種纖維按照不同混紡比制成織物。采用極限氧指數法和垂直法測試不同混紡比織物的阻燃性能。通過實驗結果比較分析發現:純紡阻燃粘膠纖維織物的極限氧指數為28.3%，純紡海藻酸鈣纖維織物的極限氧指數為32.7%；純紡阻燃粘膠纖維織物阻燃性能最差，隨著海藻酸鈣纖維含量的增加，混紡織物阻燃性能變好，純紡海藻酸鈣纖維織物阻燃性能最好；當阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，既保證了織物優異的阻燃性能，同時降低了成本。
　　關鍵詞  阻燃粘膠纖維；海藻酸鈣纖維；混紡織物；阻燃性能
　　日常生活使用的各類纖維制品都是易燃或可燃的,具有一定的消防隱患。據統計，全世界近一半的火災是由紡織品失火引起的。因此，世界各國高度重視阻燃紡織品的研發。阻燃粘膠纖維化學性質穩定，成本較低，無污染，應用廣泛，具有良好的阻燃性能。海藻酸鈣纖維系新型高性能綠色纖維，除了具有良好的吸濕性、生物相容性和可生物降解性,無需添加阻燃劑就具有優異的阻燃性能，但其成本較高。本文將阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維制成不同混紡比的紗線，再織成組織和密度相同的平紋織物，并對不同混紡比紗線制成織物的阻燃性能測試分析。最終得到混紡織物混紡比與阻燃性能之間的關系,為開發阻燃性能更優異、服用性能更好、成本低廉的混紡阻燃織物提供一定的參考。
　　1實驗樣品、實驗儀器及實驗方法
　　1.1實驗樣品
　　本實驗采用吉林化纖股份有限公司生產的1.67dtex×38mm磷系共混阻燃粘膠纖維和青島明月海藻集團生產的1.67dtex×38mm海藻酸鈣纖維，混紡制成18.5tex的細紗，細紗捻系數300。為系統觀察紗線阻燃性能與混紡比的關系，共設計A、B、C、D、E、F6種不同混紡比的紗線。
　　將6種不同混紡比的紗線織成組織和密度相同的平紋組織，各混紡比混紡織物的基本規格如表1所示。

　　1.2實驗儀器及實驗方法
　　1.2.1極限氧指數法
　　參照《GB/T5454-1997紡織品燃燒性能試驗氧指數法》，使用LFY-605自動氧指數測定儀（山東省紡織科學研究院生產）進行測試。將各混紡比織物裁剪成尺寸為150mm×58mm的試樣，經緯向各15塊。放置在20±2℃，相對濕度65±3%的環境下平衡24h后，取出放入密封容器內待測。
　　1.2.2垂直法
　　參照《GB/T5454-2014紡織品燃燒性能試驗垂直法》（條件A），使用LFY-601垂直法織物阻燃性能測試儀（山東省紡織科學研究院生產）。將各混紡比織物裁剪成尺寸為300mm×80mm的試樣，經緯向各5塊。放置在20±2℃，相對濕度65±3%的環境下平衡24h后，取出放入密封容器內待測。重錘質量為226.8g
　　2實驗結果與分析
　　由于實驗過程中不同混紡比織物的經、緯向燃燒情況基本相同，因此只做經向實驗結果比對。
　　2.1極限氧指數
　　阻燃粘膠纖維與海藻酸鈣纖維混紡織物的極限氧指數測試結果見圖1、表2。

　　從圖1可以看出，隨著海藻酸鈣纖維含量的增加混紡織物的極限氧指數呈現逐漸增大的趨勢，這表明要提高混紡織物的阻燃性能需要增加海藻酸鈣纖維的含量。由于目前沒有國家標準明確規定易燃、可燃、難燃、不燃紡織品的極限氧指數范圍，因此通常情況下將紡織品分為易燃(LOI<20%)、可燃(LOI=20%～26%)、難燃(LOI=26%～34%)和不燃(LOI>35%)四個等級。從表2可以看出，不同混紡比織物的極限氧指數全部都在27%以上，全部屬于難燃織物；A為阻燃粘膠纖維純紡織物，說明阻燃粘膠纖維純紡織物的極限氧指數為28.3%，F為海藻酸鈣纖維純紡織物，說明海藻酸鈣纖維純紡織物的極限氧指數為32.7%。同時，D、E的極限氧指數較大，且比較接近，都在30%以上，說明D、E阻燃性能相比其他混紡樣品更好，D為阻燃粘膠纖維/海藻酸鈣纖維（40/60）的混紡織物,E為阻燃粘膠纖維/海藻酸鈣纖維（20/80）的混紡織物，從節約成本并保證織物阻燃性能的角度考慮，D的混紡比最優。
　　2.2垂直法
　　阻燃粘膠纖維與海藻酸鈣纖維混紡織物垂直法測試結果見表3。

　　從表3可以看出，混紡織物的損毀長度都小于150mm，續燃時間、陰燃時間全部小于5s，混紡織物的阻燃性能都達到了《GB/T17591-2006阻燃織物》中阻燃防護用織物的要求，但隨著海藻酸鈣纖維含量的增大，混紡織物的損毀長度、燒焦面積都逐漸減小。這表明雖然這6種織物都具有良好的阻燃性能，但隨著海藻酸鈣纖維含量的增大，混紡織物的阻燃性能逐漸變好。其中F的阻燃性能最好，A的阻燃性能最差，這表明阻燃粘膠纖維的阻燃性能比海藻酸鈣纖維的阻燃性能差。從表3還可看出，混紡織物中E的損毀長度最小，D的損毀長度與E基本相同，且二者的續燃時間、陰燃時間都為0，燃燒現象基本相同，說明D、E的阻燃性能十分接近，且都要優于其余混紡織物，但D相對E成本較低，表明D阻燃粘膠纖維/海藻酸鈣纖維（40/60）的混紡比最優。
　　3結論
　　1）純阻燃粘膠纖維織物的極限氧指數為28.3%，純海藻酸鈣纖維織物的極限氧指數為32.7%，二者都為難燃紡織品。純紡海藻酸鈣纖維織物的阻燃性能最好，海藻酸鈣纖維的阻燃性能要優于阻燃粘膠纖維。阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，混紡織物的極限氧指數為30.8%。
　　2）垂直法燃燒試驗表明：隨著海藻酸鈣纖維含量的增加，混紡織物的損毀長度變小，阻燃性能變好。當阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，混紡織物的損毀長度、續燃時間、陰燃時間較好。
　　3）當阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，混紡織物的極限氧指數較高，阻燃性能較好，同時降低了成本，為開發阻燃性能優異、服用性能更好、成本低廉的混紡阻燃織物提供一定的參考。