TCEP對(duì)滌綸織物的阻燃整理試驗(yàn)
TCEP對(duì)滌綸織物的阻燃整理試驗(yàn)
滌綸廣泛應(yīng)用于服裝、窗簾、家具覆蓋物、地毯和床上用品等家用紡織品以及飛機(jī)、汽車等運(yùn)輸工具的內(nèi)飾滌綸阻燃布,是現(xiàn)今產(chǎn)量最大、也是發(fā)展最快的合成纖維,滌綸有易熔融燃燒的缺點(diǎn),對(duì)使用者存在著安全的隱患。因此,紡織品的阻燃整理對(duì)于使用者的安全有著十分重要的意義。
阻燃劑TCEP(磷酸三氯乙酯)符合國(guó)內(nèi)外對(duì)阻燃劑使用規(guī)定的要求,不在禁用的阻燃劑目錄內(nèi)。
聚酯纖維燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生游離基,由于這種游離基的活性不斷破壞碳間的結(jié)合,引起連鎖分解反應(yīng),從而產(chǎn)生可燃性氣體。由于阻燃劑中Cl和P的存在,不斷捕捉燃燒氣體中的自由基,中斷燃燒循環(huán),阻止燃燒的繼續(xù)。同時(shí),阻燃劑的存在使得聚酯纖維的融點(diǎn)降低,遇火后纖維熔融、融滴,使火焰不能接觸纖維,降低燃燒作用。
高溫高壓法是聚酯纖維常用的染色方法,對(duì)滌綸阻燃布進(jìn)行阻燃整理不需要特殊設(shè)備,成本低,適應(yīng)性廣,并可與染色同浴,節(jié)約能源。本文試驗(yàn)討論采用TCEP整理劑的整理效果并選出最佳的應(yīng)用工藝。
1實(shí)驗(yàn)
1.1實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
純滌綸燈芯絨滌綸阻燃布300g;Y802N烘箱;ThermoHe
λIOSα分光光度計(jì);沙多利士L420P電子天平;Rotadyer高溫染色機(jī);LLY07A垂直燃燒儀;YG701A洗衣機(jī);TCEP工業(yè)用(純度48.24%)。
1.2測(cè)試方法
(1)垂直燃燒法:按GB/T5455–1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直法》。
(2)燃燒前洗滌試驗(yàn):按GB/T17595–1998《紡織品滌綸阻燃布燃燒試驗(yàn)前的家庭洗滌程序》中6.1、6.2、6.3款進(jìn)行洗滌,洗滌溫度50℃,干燥按GB/T8629–2001《紡織品試驗(yàn)用家庭洗滌及干燥程序》的平板壓燙。
(3)阻燃整理滌綸阻燃布中含P量的測(cè)定:用磷鉬酸比色法測(cè)定P的含量,從而推算出TCEP用量。
(4)斷裂強(qiáng)力測(cè)試:按GB/T3923.1–1997《紡織品滌綸阻燃布拉伸性能》第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定條樣法。
(5)撕破強(qiáng)力測(cè)試:按GB/T3917.1–1997《紡織品滌綸阻燃布撕破性能》第1部分:撕破強(qiáng)力的測(cè)定沖擊擺錘法。
(6)耐洗色牢度測(cè)試:按GB/T3921.3–1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味取贰?/DIV>
1.3整理劑乳液的配制
TCEP是溶劑型的,須將其配制成水/油型乳劑,并且整理劑乳液要求有較高的穩(wěn)定性才能用于實(shí)際生產(chǎn)中。因此使用乳化劑與保護(hù)膠進(jìn)行配制整理劑乳液。
將乳化劑邊攪拌邊加入TCEP,然后加大攪拌速度加入水,最后加入保護(hù)膠以提高整理劑乳液的穩(wěn)定性。
1.4高溫高壓法整理工藝
考慮到滌綸通常的高溫高壓染色工藝為浴比1∶20,135℃保溫60min,故阻燃整理工藝與之相同,只對(duì)TCEP濃度進(jìn)行選擇,以便與染色同浴進(jìn)行。
2結(jié)果與討論
2.1整理劑乳液穩(wěn)定性
2.1.1保護(hù)膠的選擇
對(duì)3種常見的保護(hù)膠聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素鈉(CMC)、羥乙基纖維素(HEC)在TCEP不同用量情況下的整理劑乳液穩(wěn)定性做實(shí)驗(yàn)對(duì)比,結(jié)果發(fā)現(xiàn):①隨著PVA保護(hù)膠濃度的增加,整理劑乳液黏度增加,分層率降低,穩(wěn)定性增大。PVA只有在較高濃度(5.5%)時(shí)才能使整理劑乳液達(dá)到使用要求,即120h不分層。若繼續(xù)加大PVA濃度,雖然整理劑乳液很穩(wěn)定,但會(huì)過于黏稠而難以滲透滌綸阻燃布使得整理效果不佳。②用
CMC做保護(hù)膠的整理劑乳液在存放2h后就出現(xiàn)分層,穩(wěn)定性太差。③HEC保護(hù)膠與PVA一樣,隨著保護(hù)膠濃度的增加,整理劑乳液穩(wěn)定性增大。在較低濃度(2.0%)時(shí)整理劑乳液即可存放140h不分層,乳液黏度中等
(60Pa·s),可直接用于整理。因此,HEC適宜用作TCEP保護(hù)膠,PVA只有在較高濃度下使用,CMC不適宜用作TCEP保護(hù)膠。
2.1.2整理劑乳液穩(wěn)定性試驗(yàn)
對(duì)不同TCEP用量和不同濃度保護(hù)膠HEC進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn),表明HEC濃度大于1.5%時(shí),整理劑乳液的存放穩(wěn)定性和高溫高壓(浴比1∶20,135℃保溫60min)空白試驗(yàn)的穩(wěn)定性均理想,可滿足高溫高壓工藝要求,而且整理劑乳液較稀薄,適于整理滌綸阻燃布。
2.2TCEP濃度選擇
由于稠厚的整理劑乳液不能隨染色筒的轉(zhuǎn)動(dòng)而快速翻轉(zhuǎn),影響“染”率和勻“染”性,因此宜以稀薄乳液處理滌綸阻燃布,選用4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%等9種濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。整理流程:浸濕→135℃保溫60min→洗滌烘干。測(cè)試試樣的燃燒損毀長(zhǎng)度和含P量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。
TCEP是通過Cl和P的協(xié)同作用而起到阻燃作用的,滌綸阻燃布阻燃性能的好壞,取決于滌綸阻燃布上TCEP的“上染”量的多少,因此,整理滌綸阻燃布的含P量越高就表明TCEP的“上染”量越大,滌綸阻燃布損毀長(zhǎng)度數(shù)值表明了模擬實(shí)際燃燒時(shí)整理滌綸阻燃布阻燃性能的優(yōu)劣,通過測(cè)試滌綸阻燃布損毀長(zhǎng)度可進(jìn)一步驗(yàn)證工藝的有效性。
從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn):隨著TCEP濃度的增大,滌綸阻燃布含P量呈低–高–低的趨勢(shì),與之相對(duì)應(yīng),滌綸阻燃布損毀長(zhǎng)度呈高–低–高的趨勢(shì)。滌綸阻燃布含P量最高值為0.062mg/300mg試樣,滌綸阻燃布損毀長(zhǎng)度最小值為11.1cm,這兩個(gè)值均出現(xiàn)在TCEP濃度為6%的時(shí)候,亦即此濃度時(shí)滌綸阻燃布的TCEP的“上染”量最大,阻燃效果最好。因此,TCEP的最佳濃度為6%。
2.3TCEP高溫高壓阻燃整理前后滌綸阻燃布色牢度、強(qiáng)力性能
和阻燃性能比較
將TCEP濃度為6%按上述阻燃整理工藝整理的試樣與未經(jīng)阻燃整理的試樣分別測(cè)試耐洗色牢度、斷裂強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力性能和燃燒性能,結(jié)果如表2:
經(jīng)整理的試樣有變色,但不大,與未經(jīng)整理試樣間的色差為4級(jí)。
從測(cè)試結(jié)果可以看出,經(jīng)阻燃整理的試樣在色牢度方面無變化,斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力幾乎沒下降,阻燃性能明顯提高。
3結(jié)語
(1)高溫高壓法適用于對(duì)滌綸阻燃布的阻燃整理,整理劑TCEP對(duì)滌綸阻燃布的整理是有效的,符合GB17591–1998《阻燃機(jī)滌綸阻燃布》損毀長(zhǎng)度小于15cm的規(guī)定。
(2)TCEP用高溫高壓法整理時(shí),保護(hù)膠宜用羥乙基纖維素(HEC)。
(3)在浴比為1∶20,135℃保溫60min,TCEP濃度
選擇6%時(shí)阻燃效果最好。
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