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阻燃纖維

一、阻燃纖維簡(jiǎn)介

阻燃纖維，flame retardant縮寫(xiě)字母：FR 。是指在火焰中僅陰燃，本身不發(fā)生火焰，離開(kāi)火焰，陰燃自行熄滅的纖維，廣泛應用于服裝、家居、裝飾、無(wú)紡織物及填充物等。其應用性能、安全性能和附加值大大提高，可廣泛應用于民用、工業(yè)用以及軍事用等領(lǐng)域。

阻燃纖維是在國家“863”計劃研究成果基礎上開(kāi)發(fā)的一種具有阻燃抗熔滴性能的高技術(shù)纖維新材料。目前按阻燃纖維的載體成份可分為阻燃粘膠纖維、阻燃滌綸纖維、阻燃腈綸纖維，阻燃芳綸纖維等。

二、阻燃纖維特性

1、安全性好。纖維遇火時(shí)不熔融，低煙不釋放毒氣。

2、永久性的阻燃作用。洗滌和摩擦等不會(huì )影響阻燃性能。

3、安全性。在環(huán)境中，或者與人體接觸后，無(wú)毒。

4、優(yōu)良的永久性阻燃防火性能。在防止火焰蔓延、煙霧釋放，抗熔融，耐用性上有良好表現。

5、良好的隔熱性及防靜電性能。提供全方位的熱保護。

6、具有良好的可紡性、可染性，織物具有手感柔軟、舒適、透氣、染色鮮艷等特點(diǎn)。

三、阻燃纖維用途

1.防護服

2.家居用品

3.裝飾用品

4.成衣及未成年人服飾

5.無(wú)紡布及填充物

四、阻燃纖維原理

(1)吸熱作用。具有高熱容量的阻燃劑，在高溫下發(fā)生相變、脫水或脫鹵化氫等吸熱反應，降低纖維材料表面和火焰區的溫度，減慢熱裂解反應的速度，抑制可燃性氣體的生成。

(2)覆蓋保護作用。阻燃劑受熱后，在纖維材料表面熔融形成玻璃狀覆蓋層，成為凝聚相和火焰之間的一個(gè)屏障。既隔絕氧氣、阻止可燃性氣體的擴散，又可阻擋熱傳導和熱輻射，減少反饋給纖維材料的熱量，從而抑制熱裂解和燃燒反應。 

(3)氣體稀釋作用。阻燃劑吸熱分解釋放出氮氣、二氧化碳、二氧化硫和氨等不燃性氣體，使纖維材料裂解處的可燃性氣體濃度被稀釋到燃燒極限以下?；蚴够鹧嬷行奶幉糠謪^域的氧氣不足，阻止燃燒繼續。此外，這種不燃性氣體還有散熱降溫作用。它們的阻燃作用大小順序是:N2>CO2>SO2>NH3。 

(4)凝聚相阻燃。通過(guò)阻燃劑的作用，在凝聚相反應區改變纖維大分子鏈的熱裂解反應歷程，促使發(fā)生脫水、縮合、環(huán)化、交聯(lián)等反應，直至炭化，以增加炭化殘渣，減少可燃性氣體的產(chǎn)生，使阻燃劑在凝聚相發(fā)揮阻燃作用。凝聚相阻燃作用的效果，與阻燃劑同纖維在化學(xué)結構上的匹配與否有密切關(guān)系。 

(5)氣相阻燃。添加少量抑制劑，在火焰區大量捕捉輕質(zhì)自由基和氫自由基，降低自由基濃度，從而抑制或中斷燃燒的連鎖反應，在氣相發(fā)揮阻燃作用。氣相阻燃作用對纖維材料的化學(xué)結構并不敏感。

(6)微粒的表面效應。若在可燃氣體中混有一定量的惰性微粒，它不僅能吸收燃燒熱，降低火焰溫度，而且，會(huì )如同容器的壁面那樣，在微粒的表面上，將氣相燃燒反應中大量的高能量氫自由基，轉變成低能量的氫過(guò)氧基自由基，從而抑制氣相燃燒。 

(7)熔滴效應。某些熱塑性合成纖維，如聚酰胺、聚酯，在加熱時(shí)發(fā)生收縮熔滴，與空氣的接觸面積減少，甚至發(fā)生熔滴下落而離開(kāi)火源，使燃燒受到一定的阻礙。

五、阻燃纖維生產(chǎn)

1、提高成纖高聚物的熱穩定性 

纖維的裂解是纖維燃燒的最重要的環(huán)節，因為裂解將產(chǎn)生大量的裂解產(chǎn)物，其中可燃性氣體或揮發(fā)性液體將作為有焰燃燒的燃料，燃燒后產(chǎn)生大量的熱，又作用于纖維使其繼續裂解，使裂解反應循環(huán)下去。提高成纖高聚物的熱穩定性即提高熱裂解溫度，抑制可燃性氣體的產(chǎn)生，增加炭化程度，從而使纖維不易燃燒?？捎幸韵聨追N途徑：

（1）在大分子鏈上引入芳環(huán)或芳雜環(huán)，增加分子鏈的剛性，提高大分子鏈的密集度和內聚力來(lái)增加纖維的熱穩定性。 

（2）通過(guò)纖維中線(xiàn)型大分子鏈間交聯(lián)反應變成三維交聯(lián)結構，從而阻止碳鏈斷裂，成為不收縮不熔融的纖維。 

（3）通過(guò)大分子中的氧、氮原子與金屬離子螯合交聯(lián)形成立體網(wǎng)狀結構，提高熱穩定性，促進(jìn)纖維大分子受熱后炭化，從而具有優(yōu)異的阻燃性。 

（4）將纖維在高溫（200-300℃）空氣氧化爐中處理一定時(shí)間，使纖維大分子發(fā)生氧化、環(huán)化、脫氧和炭化等反應，變成一種多共軛體系的梯形結構，從而具有耐高溫性能。

2、纖維改性 

纖維改性有共聚法、共混法和纖維后處理法等。 

（1）共聚法：在成纖聚合物的合成過(guò)程中，把含有磷、硫、鹵素等阻燃元素的化合物作為共聚單體引入到大分子鏈中，經(jīng)紡絲制成阻燃纖維。 

（2）共混法：將阻燃劑加入紡絲熔體或漿液中進(jìn)行紡絲，即成為阻燃纖維。

（3）纖維后處理：在高聚物成纖后，用高能射線(xiàn)或引發(fā)劑使纖維與乙烯基形成的阻燃單體接枝共聚，或是用含有添加型阻燃劑的溶液處理濕法紡絲過(guò)程中的初生纖維，使阻燃劑滲入到纖維內部，從而使纖維獲得持久的阻燃性能。