纺织品阻燃整理技术的应用与进展

ＣＰＰＥＣｈｉｎａＰｅｒｓｏｎａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ

纺织品阻燃整理技术的应用与进展

曹令周永凯

（北京服装学院北京市１０００２９）

综述

据统计，世界上约２０％以上的火灾事故都是由于纺织品燃烧而引起或扩大的，尤其是住宅失火，因纺织品着火或者蔓延而酿成的火灾事故比例更大。因此，纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患，延缓火势蔓延，从而降低人民生命财产损失极为重要。

纺织品的阻燃研究首先起步于工业发达国家。许多工业发达国家制定了相应的纺织品阻燃标准及测

试方法；有些国家还将纺织品阻燃

性能标准结合相关的法律强制执

行。随着城市现代化建设的发展，

旅游、交通运输业的发展，各国工业

部门和研究部门竞相进行纺织品阻

燃整理技术的研究，以满足阻燃纺

织品不断扩大的需求，并且在国际

市场上形成激烈的竞争，从而推动

了阻燃整理技术的发展。

１燃烧及阻燃机理

所谓“阻燃”，并不是阻燃整理

后的纺织品在接触火源时不会燃

烧，而是使织物在火中能尽可能降

低其可燃性，减缓蔓延的速度，不形

成大面积燃烧，而离开火焰后，能很

快自熄，不再燃烧或阴燃。

阻燃剂与燃烧有着密切的关

系。

最新的观点认为燃烧应有四要

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综述

素——

—燃料、热源、氧气、链反应。而通常织物燃烧又可分为三个阶段，即热分解、热引燃、热点燃，对不同燃烧阶段的四要素采用相应的阻燃剂加以抵制，就形成了各种各样的阻燃机理及中断阻燃机理。根据现有的研究结果，可以把阻燃机理大致分成以下几种。

（１）吸热反应：也就是除热。具有高热容量的阻燃剂，在高温下发生相变、脱水或脱卤化氢等吸热分解反应，降低纤维表面和火焰区的温度，减慢热裂解反应的速度，抑制可燃性气体的生成。

（２）形成自由基：阻燃剂吸热变成气体，该气体在火焰区大量捕捉高能量的羟基自由基和氢自由基，降低它们的浓度，从而抑制或中断燃烧的连锁反应，在气相发挥阻燃作用。

（３）熔化理论：在热和能量的作用下，阻燃剂转变成熔融状态，在织物表面形成不能渗透的覆盖层，成为凝聚相和火焰之间的一个屏障，可阻挡热传导和热辐射，减少反馈给纤维材料的热量，从而抑制热裂解和燃烧反应。

（４）微粒表面效应：若在可燃气体中混有一定量的惰性微粒，它不仅能吸收燃烧热，降低火焰温度，而且能在微粒的表面上将气相燃烧反应中大量的高能量氢自由基，转变成低能量的氢过氧自由基，从而抑制气相燃烧。

（５）生成不燃性气体：阻燃剂吸热分解放出氮气、二氧化碳、二氧化硫和氨等不燃性气体，使纤维材料裂解处的可燃性气体浓度被稀释到燃烧极限以下；或使火焰中心

处部分区域的氧气不足，阻止燃烧

继续。此外，这种不燃性气体还有

散热降温作用。

（６）凝聚相阻燃：通过阻燃剂

的作用，在凝聚相反应区，改变纤维

大分子链的热裂解反应过程，促使

发生脱水、缩合、环化、交联等反应，

直至炭化，以增加炭化残渣，减少可

燃性气体的产生，使阻燃剂在凝聚

相发挥阻燃作用。

由于纤维的分子结构和阻燃剂

种类的不同，阻燃作用是十分复杂

的，并不局限于上述的几方面。为

了获得最佳阻燃效果，应使上面所

述的机理尽可能共同起作用，如利

用协同效应等。

２常用阻燃剂的分类

阻燃剂种类繁多，分类的方法

也有多种。按所含阻燃元素分类，

分为含卤阻燃剂、含磷阻燃剂、含氮

阻燃剂等；按阻燃剂的使用方法和

聚合物中的存在形态，分为添加型

和反应型；按阻燃织物耐久程度分

为非耐久性阻燃整理剂、半耐久性

阻燃整理剂、耐久性阻燃整理剂三

种；按化合物类型又可分为无机阻

燃剂和有机阻燃剂。下面主要介绍

按后两种方法分类的阻燃剂。

１．１按织物的耐久程度分类

（１）非耐久性阻燃整理剂：又

称为暂时性阻燃整理剂，大部分为

水溶性（或乳液）无机盐。处理时先

将阻燃剂溶于水，织物经浸渍烘干

即可使用；也有二浴浸轧的，第二浴

用氨水或纯碱，使氧化物沉积在织

物上。这种方法工艺简单，价格便

宜，但织物的手感较差，洗涤后阻燃

效果大幅度下降。多用在一次性防

护服上。

（２）半耐久性阻燃整理剂：用

这种工艺处理的阻燃纺织品能耐

１～１０次温和洗涤，但不耐高温皂

洗。该法有尿素磷酸法（通常称

Ｂａｎｆｌａｍ法）、磷酸尿酯法、磷酸铵一

羟甲基氰铵—甲醋混合溶液法。

（３）耐久性阻燃整理剂：采用

化学法在纤维内部表面进行聚合

或缩合反应，形成不溶于水的聚合

物，一般要求耐洗程度３０次以上。

该法主要有汽巴（ＣＰ）法和Ｐｒｏｂａｎ

法。ＣＰ法由瑞士汽巴公司创造，该

法加工工艺容易实施，阻燃效果显

著；缺点是织物强力损失较大，对服

饰性能影响较大。Ｐｒｏｂａｎ法由英国

奥布赖一威尔逊有限公司创造，该

法整理的织物，阻燃效果好，特别是

处理后织物的手感与强力保持是任

何其他整理方法所不可比拟的，但

此法危险性较大，环境污染严重，因

而推广受到限制。

２．２按阻燃剂的化合物类型分类

（１）无机阻燃剂：无机阻燃剂

主要作用是吸热，主要品种有氢氧

化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化

钼、钼酸氨、硼酸锌、氧化锌、氧化

锆、氢氧化锆等，其中以氢氧化铝、

氢氧化镁、红磷、氧化锑应用最为广

泛，尤其是氢氧化铝、氢氧化镁不仅

可以起到阻燃作用，而且可以起到

填充作用。它们具有热稳定好、高

效、抑烟、阻滴、填充安全、对环境基

本无污染且价格便宜等特点，在无

卤阻燃材料中得到广泛的应用。但

是无机阻燃剂耐洗性差，这是因为