聚酯纤维及织物的阻燃与抗熔滴改性

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阻燃抗熔滴聚酯与纤维

阻燃抗熔滴聚酯与纤维
内容说明：我国目前已成为世界上最大的聚酯(PET)生产国，特别是 PET作为纤维材料已占据所有合成纤维80%左右的比例，是合成纤维中产量最大、用途最广的品种。

然而，聚酯因其固有的易燃性和熔融滴落性，使得在一些重要领域（如阻燃防护服与军服、电子器件等）的应用受到了限制, 而目前已有的无卤阻燃聚酯几乎没有例外地存在燃烧时熔融滴落的缺陷。

该研究通过分子设计合成一种可在聚酯燃烧温度下自交联的阻燃耐熔滴共聚酯。

该聚酯具有以下特性：1.其在聚合、加工、纺丝的过程中不会交联，即不影响纺丝性。

2.其交联温度在熔点和热分解温度之间，具有一定的加工窗口，同时足以保证聚酯是先交联后分解而能阻燃抗熔滴。

3.其在燃烧高温条件下可以快速的交联，并能达到足够大的熔体粘度，足以阻燃及抗熔滴。

通过高温自交联的方法，聚酯的阻燃和耐熔滴相矛盾的问题得到了很好的解决。

主要技术指标：高温自交联聚酯：Tm=210°C~245°C，温度≥350°C，数据分子量
≥10000。

高温自交联聚酯的阻燃性能：HRR≤150kw/m,UL94为V0，LOI≥30。

高温自交联聚酯的熔滴性能：样条直接点燃几乎不熔滴。

主要经济指标分析：目前的成本较高，比普通聚酯高2倍。

建设投产条件：与普通聚酯和聚酯纤维生产设备装置相同。

应用领域及市场需求分析：该产品可应用于对聚酯的阻燃和抗熔滴有着严格要求的一些重要领域，如阻燃防护服和军服和电子器件等。

同时，由于市场上尚无同时具有阻燃性和抗熔滴的无卤聚酯，因此该产品具有很好的发展前景。

合作方式：技术转让、技术入股、合作开发。

简述不同合成纤维的阻燃方法

简述不同合成纤维的阻燃方法合成纤维作为一种常用的材料，应用于各个领域，如纺织、建筑等。

然而，合成纤维本身容易被火引燃，进而引发火灾，造成不可估量的人员伤亡和财产损失。

为了解决这个问题，科学家们进行了大量努力，研究出了多种阻燃技术，使合成纤维增加了阻燃性，从而降低了火灾的发生。

一、聚酰胺纤维的阻燃方法聚酰胺纤维，通常称为尼龙纤维，是一种基础材料。

为了使尼龙纤维阻燃，一项研究中表明，经过特殊表面修饰的尼龙纤维表面，可以分步分解，这就意味着这种表面修饰可以使尼龙纤维具有更好的阻燃效果。

二、聚酯纤维的阻燃方法聚酯纤维的阻燃效果较差，一旦起火，在极短的时间内就会爆炸，释放出的热量和有毒气体会对环境造成严重危害。

因此，需要采取一些防火措施，提高聚酯纤维的阻燃性。

阻燃剂是一种有效的降低聚酯纤维易燃性的方法。

例如，氢氧化铝是一种较为常用的阻燃剂，可进一步偶联物改性，提高阻燃效果。

三、聚酰亚胺纤维的阻燃方法聚酰亚胺纤维是一种高性能的合成纤维材料，具有高温稳定性、高强度和高刚度等特点。

为了更好地阻燃聚酰亚胺纤维，可以采用如下措施：1.采用氮、氩和氢等惰性气体增加聚酰亚胺纤维的氧化稳定性。

2.采用难燃剂、铝磷酸盐等阻燃剂提高聚酰亚胺纤维的防火性能。

3.在聚酰亚胺纤维中添加纳米孔隙，这可以阻止物质进入纤维，减少火势蔓延的速度，起到防火的效果。

四、碳纤维的阻燃方法碳纤维通常在高温环境下使用，具有优异的力学性能和化学稳定性。

在阻燃碳纤维时，可以选择合适的阻燃剂，如硼酸盐和磷酸盐等。

此外，碳纤维还可以通过浸渍有机磷以提高阻燃性能。

综上所述，由于合成纤维的易燃性，采取阻燃措施具有重要的意义。

通过对不同合成纤维的阻燃机制及应用的不同阻燃剂的研究，可以有效提高合成纤维的防火性能，保护人们的生命和财产安全。

聚酯纤维窗帘织物的耐久性阻燃整理

聚酯纤维窗帘织物的耐久性阻燃整理周艺;崔永珠;魏春艳;吕丽华;赵幼远【摘要】利用非卤素阻燃剂YRC-1对涤纶窗帘织物进行了阻燃整理,通过对焙烘工艺的改进和交联剂的使用对其耐久性进行了探讨.通过单因素分析,确定了阻燃整理最佳工艺:阻燃剂质量浓度120 g/L,焙烘温度180℃,焙烘时间3 min.采用该阻燃整理工艺的涤纶织物具有良好的耐久性,且使用交联剂也能提高织物的耐久性.热失重分析结果表明,阻燃处理后的涤纶织物在燃烧过程中生成碳层,残炭量大量增加.%Polyester curtain fabric was treated with non-halogen flame retardant YRC-1 and its durability was investigated by improving cured method and using cross linker.The optimal process for flame retardant finishing was investigated by single factor analysis as followings:concentration of flame retardant 120 g/L,curing time 3 min and curing temperature 180 °℃.As a result,fabrics durability could be improved by increasing the curing time and the fabric physical properties could be improved by adding cross linker.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2013(032)004【总页数】4页(P289-292)【关键词】聚酯纤维;非卤阻燃剂;阻燃整理;耐久性【作者】周艺;崔永珠;魏春艳;吕丽华;赵幼远【作者单位】大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;杭州源潮化工有限公司,浙江杭州 310051【正文语种】中文【中图分类】TS195.50 引言在家用纺织品中，用于窗帘的纺织品占很大比例，其中使用最多的是涤纶纤维。

我国聚酯纤维改性的技术进展

专刊约稿我国聚酯纤维改性的技术进展武荣瑞(北京服装学院,北京　100029) 摘要:综述了我国近十年来聚酯纤维改性技术的进展,主要是(1)染色改性:分散染料常压可染(E DDP),阳离子染料可染(C DP)(2)收缩改性(3)吸湿排汗改性(4)功能改性:导电,抗静电,阻燃,抗紫外,远红外,抗菌,负离子,磁性,抗凝血,芳香和消臭。

关键词:聚酯纤维;改性;技术进展近二十年来,我国的化学纤维工业取得了快速的发展,根据官方网站的数据,1985年我国化纤产量为104吨,2007年为2457万吨,其中以聚酯纤维的产量最大,占化纤总产量的四分之三,为1900万吨。

随着聚酯纤维的发展,其改性品种也逐年增加,特别在改性技术上有了很大的提高,在开展大量研究工作的同时,不少研究成果已转化成生产力,投入到工业化生产中。

本文主要阐述聚对苯二甲酸乙二醇酯三大类改性纤维的技术进展:A类,改变聚酯大分子的化学结构,从而改变其物理性能,达到纤维改性的目的,它包括(1)染色改性和(2)收缩改性。

B类,改变聚酯纤维的物理结构,主要是(3)吸湿排汗改性。

C类,在聚酯大分子中引入具有某种功能的基团,或添加功能添加剂,即(4)功能改性。

染色改性中的阳离子染料可染聚酯,尽管要引入具有亲阳离子染料功能基团的单体组分,但要能常压染色必须按A类改变,故仍为A类。

1　染色改性111　分散染料常压可染聚酯纤维只能用分散染料高温高压染色,不仅消耗能量,生产安全性差,而且影响聚酯纤维的手感,和其它纤维的混纺织物也不能在常温下同浴染色,因此聚酯纤维的常温常压染色就成为必需解决的问题。

尽管常压染色聚酯改性纤维在国外六、七十年代已工业化,但在我国只是通过国家八五科技攻关,才使研究成果推向工业化。

北京服装学院[1,2]和原浙江丝绸工学院[3]分别研制成功分散染料常压可染聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯E DDP21和E DDP22,均已进行了工业生产。

北京服装学院不仅获得E DDP21的发明专利,而且在E DDP21纤维的染色[4a]、E DDP21与羊毛混纺织物的染色[5]以及E DDP21的其它性能上[6]开展了研究。

阻燃抗熔滴聚酯纤维的研究及应用

阻燃抗熔滴聚酯纤维的研究及应用江涌;刘敏;梁倩倩;董林;周元友;宋维杰【摘要】概述了国内外阻燃抗熔滴聚酯纤维的研究方法以及相关标准与法规,分析了聚酯纤维抗熔滴机理,展望了阻燃抗熔滴聚酯纤维的应用前景.【期刊名称】《纺织科技进展》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】4页(P1-4)【关键词】阻燃性;抗熔滴性;聚酯纤维;应用【作者】江涌;刘敏;梁倩倩;董林;周元友;宋维杰【作者单位】四川东材科技集团股份有限公司,四川绵阳 621000;国家绝缘材料工程技术研究中心,四川绵阳 621000;四川东材科技集团股份有限公司,四川绵阳621000;四川东材科技集团股份有限公司,四川绵阳 621000;国家绝缘材料工程技术研究中心,四川绵阳 621000;四川东材科技集团股份有限公司,四川绵阳 621000;国家绝缘材料工程技术研究中心,四川绵阳 621000;国家绝缘材料工程技术研究中心,四川绵阳 621000【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.2聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为最重要的三大合成材料之一,具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和力学强度高等特性,被广泛应用于纺织纤维、包装材料、薄膜等领域,尤其在纤维领域,聚酯纤维占据合成纤维总量的70%~80%,广泛应用于服装、家纺、轨道交通、汽车内饰及公共场所纺织品等[1-3].据统计,2018年大约有455万t的聚酯产能投放.在行业相对景气的2017后,聚酯产能进入了投产高峰期[4].然而,PET属于线型热塑性高聚物,极限氧指数仅为21%左右,受热后会燃烧、熔融收缩,并产生严重的熔滴现象.进入20世纪80年代,一系列阻燃聚酯纤维相继问世,但大多是通过降低熔点、产生熔滴效应将燃烧产生的热量带走来实现阻燃目的[5].熔滴带来更严重的灾害,阻燃聚酯纤维织物作为防护服使用时,熔融滴落物会增加人体皮肤的损坏程度,作为公共纺织品使用时,高温的滴落物容易引发二次火灾,加速火焰传播,扩大火灾规模.据统计,2017年1月至10月,全国共接报火灾219 000起,造成1 065人死亡,679人受伤,已核直接财产损失26.2亿元[6].因此,为了避免不必要的伤亡和损失,聚酯纤维的阻燃抗熔滴改性迫在眉睫.1 聚酯纤维阻燃抗熔滴标准与法规随着经济的持续发展和人们安全意识的逐渐提高,国内外相继制定了一系列针对聚酯纤维阻燃抗熔滴的标准与法规.我国GB 8965.1-2009《防护服装阻燃防护阻燃服》要求服用者从事有明火、散发火花、在熔融金属附近操作和有易燃物质并有发火危险的场所穿的阻燃服,不允许有熔融滴落现象;《消防员灭火防护服》(GA 10-2014)要求消防员在灭火救援时穿着的防护服的外层、隔热层、舒适层与反光标志带不应有熔融滴落现象.美国《工业人员阻爆燃型防火服设计要求和性能要求》(NFPA 2112-2001)要求织物和反光带应无熔融、无滴落;欧盟《高温环境下操作工人防护服阻燃标准》(BS EN 531)要求检测试样不可有燃烧熔滴或熔滴物落下;德国《建筑材料防火性能要求和测试分类等级》(DIN4102)要求B1级难燃材料无熔滴,B2级可燃材料滴落燃烧在2 s内;法国《建材对火反应特性试验-M等级》(NFP 92-503)中M1等级要求燃烧时间≤5 s且没有出现燃烧性滴落,M2与M3等级要求可出现燃烧性滴落但是不能引燃脱脂棉垫片.因此,实现聚酯纤维的阻燃抗熔滴是国内外纤维研究领域的必然趋势.2 阻燃抗熔滴机理聚酯的高度线性结构和高温下较低的熔体黏度是产生熔滴最主要的原因.从热力学角度来说,由于聚酯的燃烧热(23~24 kJ/g)远大于其熔融热(0.04~0.05 kJ/g),同时具有非常快的热释放速率(其点燃到最大热释放时间小于15 s),导致聚酯在燃烧过程中放热量大,燃烧剧烈且产生大量的熔滴.因此,尽可能地降低聚酯的燃烧,提高聚酯燃烧过程的残炭量,使炭层结构进一步成为熔滴的附着点,是聚酯熔滴改性的重要方法.从分子链角度来说,PET为线型大分子结构,属于热塑性聚酯,受热时首先是分子链段活动加剧,在内应力作用下收缩,表现为高弹态.当温度超过其熔点时,分子链间发生滑移,表现为黏流态,产生熔融滴落现象.要使PET受热不发生熔融收缩,单靠降低聚酯的燃烧、提高残炭量是不够的.可通过在PET分子链中引入交联网状结构,形成类似"网兜"结构,当聚酯燃烧时,能够将产生的熔滴隔离,从而防止熔体滴落[7].聚酯抗熔滴改性原理示意图如图1所示.图1 聚酯抗熔滴改性原理示意图目前国内外对于聚酯的抗熔滴改性研究,主要通过形成交联网状结构降低聚酯高温熔体流动性和提高聚酯成炭性,达到聚酯熔滴改性的目的.主要改性方法包括:(1)在熔融纺丝前向熔体中加入添加型阻燃抗熔滴剂进行共混;(2)在聚酯熔体中加入反应型阻燃剂进行共聚抗熔滴改性;(3)以普通聚酯纤维与具有阻燃抗熔滴功能的纤维进行复合纺丝;(4)利用反应型阻燃抗熔滴剂在织物上进行接枝共聚后处理.3 聚酯纤维阻燃抗熔滴改性3.1 共混法共混法是直接在聚酯熔体中加入能够起到抗熔滴作用的添加剂,例如聚四氟乙烯、纳米层状硅酸盐及复配膨胀型阻燃剂等,通过物理增黏效应增加聚合物内部交联点使高聚物熔体变稠,或改善燃烧层结构促进成炭作用来达到抑制聚酯纤维熔滴的目的.这种工艺制备简单,但是需要解决抗熔滴剂在聚酯中的分散性、界面相容性及最终纺丝性等问题.Kazuaki Matsumo-to[8]等通过添加硅酸盐的方法抑制了热塑性聚酯的熔融滴落.马敬红等[9]在聚酯聚合过程中同时添加阻燃剂2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)与经插层改性的纳米蒙脱土,对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)及CEPPA能在纳米蒙脱土层状结构中进行穿插缩聚反应,最终有效地将阻燃聚酯大分子与纳米蒙脱土固定在一起,达到永久阻燃和抗熔滴的目的.靳昕怡等[10]采用自制膨胀型阻燃剂与聚四氟乙烯(PTFE)制成复合抑熔滴剂,将其与含磷聚酯进行熔融共混,制备阻燃抗熔滴聚酯共混物.当复合抑熔滴剂添加量为15 wt%时,极限氧指数(LOI)从25%上升至30%,熔滴数从46滴/min减少至21滴/min.王启森[11]采用CEPPA阻燃剂添加到聚酯合成体系中,LOI值从23%上升至28%,但聚酯熔体滴落性能恶化.添加具有催化聚合物在燃烧温度下成炭作用的ZnCl2后,LOI值升高至32%,抗熔滴性能明显改善.关乐[12]以阻燃聚酯切片和聚苯硫醚(PPS)为原料,经熔融纺丝生产出海岛型新型阻燃抗熔滴长丝,当PPS的加入量为12 wt%时,所制得的长丝LOI值为33%,燃烧时无熔滴现象.3.2 共聚法共聚法是在聚合物分子结构中引入可对聚合物进行交联改性的交联剂,通过自交联或与PET线型分子链的交联作用形成三维网状结构,提高聚酯高温熔体黏度,使PET 分子链在受热后难以发生位移,达到抗熔滴的作用.但由于共聚单体添加量大,在聚合物本体中形成了交联结构,限制了PET大分子链段的运动,因此对共聚酯结晶性能、纤维本体性能影响较大.Li J.W.等[13]利用含有苯环的聚二甲基硅烷化合物(PPPMS)作为柔性链段,利用膦氰化合物(PN6)作为交联剂,通过熔融共聚制备得到具有阻燃抗熔滴性能的聚酯.在PPPMS和PN6添加量达到10 wt%时,LOI值为30.9%,燃烧过程中无熔滴产生.四川大学王玉忠等[14-15]通过熔融缩聚在PET分子链中引入自交联功能基团,制备了一种高温自交联智能阻燃聚酯.在聚酯的正常加工、纺丝过程中不发生交联反应,在燃烧状态下可快速发生化学交联,使聚合物熔体黏度骤增并加速炭化,从而同时实现阻燃和抗熔滴.四川东材科技集团股份有限公司梁倩倩团队引入能与聚酯熔体发生化学反应的磷系高分子阻燃剂,制得新型耐热阻燃聚酯树脂.该聚酯LOI值可达44.4%,熔点可达255℃,450℃残炭量可达54%,不仅满足难燃材料的要求,同时具有更优异的热稳定性、成炭性和抗熔滴性能,可广泛应用于印花面料、工业丝、单丝及工程塑料等领域.3.3 复合纺丝法复合纺丝法将普通聚酯纤维与其他阻燃抗熔滴纤维进行复合,主要采用混合纺丝工艺与皮芯型复合纺丝工艺,利用其他纤维在受热或燃烧时结构不易发生形变的优势,实现复合纤维的阻燃和抗熔滴性能.芳纶1313由于具有良好的耐高温性、可纺性、阻燃性及抗熔滴性,为聚酯熔融纤维提供有效的支架保护.在燃烧过程中,聚酯纤维产生的大量熔滴将依附于未分解的芳纶1313支架上,减少熔滴的产生.当温度超过400℃,芳纶1313开始炭化,形成坚韧的焦炭层,为聚酯纤维熔滴提供二次支架作用,进一步减少熔滴滴落.姬洪等[16]以磷系共聚阻燃涤纶短纤与芳纶1313短纤进行混纺,当芳纶1313添加量为20 wt%时,燃烧过程中的熔滴数量由33滴降低至7滴.当芳纶1313添加量为40 wt%时,熔滴现象消失,但存在芳纶1313添加量大、混纺工艺不易控制及价格较高的问题.PPS作为一种高性能纤维,具有极高的熔点、优异的耐热性及良好的阻燃性,当作为外层与熔融性聚酯纤维复合后,燃烧过程中成炭量高,对聚酯熔滴形成隔离保护层,实现整体阻燃抗熔滴改性.刘伯林[17]用皮芯复合纺丝的方法制备了一种以聚酯纤维为芯层,PPS为皮层的阻燃抗熔滴复合纤维,LOI值可达32%,燃烧过程无熔滴产生,可应用于防护服、家用纺织品等领域.3.4 后整理法后整理改性是指通过浸轧焙烘法、有机溶剂法及涂布法等对聚酯纤维及织物表面进行化学接枝、辐射交联及表面涂覆等功能化改性,从而达到阻燃抗熔滴效果.后整理法生产技术简单,成本较低,所用基材可选择范围大,因此是目前织物阻燃抗熔滴改性的重要方法.但是,由于聚酯织物本身缺少极性基团,浸渍液附于面料表面,存在质地较硬,手感柔韧性较差等缺点,同时,经多次水洗或者长时间使用后,其阻燃效果有所降低. LI Chang-lei等[18]首先制备了PET与苯基三聚氰胺(BG)的共混纤维,然后在一定条件下,将共混纤维用甲醛处理,利用BG与醛基反应,使聚酯纤维表面形成一层交联三维网状结构,能够防止发生燃烧反应时的熔体滴落.杨喆等[19]通过浸轧焙烘法,首先将合成纤维或织物在单体溶液中浸轧,进行辐射接枝反应;然后再将接枝后的纤维或织物在交联剂溶液中浸轧,进行烘焙处理,最终在合成纤维或织物表面形成三维网型结构,处理后的纤维或织物具有优异的阻燃抗熔滴效果.江振林等[20]采用具有柔性链段的聚硅氧烷溶胶和富含磷的植酸阻燃剂为涂覆整理液,利用浸渍涂覆整理工艺,在聚酯织物表面形成柔性聚硅氧烷/植酸/柔性聚硅氧烷的3层功能涂覆结构.植酸作为阻燃剂,具有催化聚酯高温成炭的作用,提高聚酯阻燃效果.柔性聚硅氧烷在高温裂解过程中产生环状的不燃成分和二氧化硅结构,实现凝聚态阻燃抗熔滴改性.丁川等[21]使用丙烯酸/丙烯酰胺混合单体为浸渍液,将PET织物试样浸入浸渍液中,使用了电子束辐射引发在PET上的接枝.接枝率达到36.7%时,LOI值为27.3%,且无熔滴现象,PET织物表现出优异的阻燃抗熔滴性能.4 阻燃抗熔滴聚酯纤维的应用阻燃抗熔滴聚酯纤维的应用主要有以下几个方面[22]:(1)阻燃防护服可用于有明火、散发火花、在熔融金属附近操作有辐射热和对流热、有易燃物质并有发火危险的场合.例如,消防、电焊、冶金、石油、化工、林业、军工等部门都需要使用阻燃抗熔滴聚酯纤维.(2)家用纺织品可用于家用装饰织物,如窗帘、幕布、家具包布、床上用品、地毯、毛绒玩具以及婴幼儿、老人、残疾人用服装与睡衣等.(3)交通工具内饰材料可用于飞机、火车、汽车、轮船内饰材料,如顶篷、垫材、地毯、窗帘、空调风道、座椅面料、座椅套等.同时,也可应用于铁路货车用化纤涂塑篷布、电缆用阻燃包带、船用电缆扎带、织物芯阻燃输送带等.(4)公共场所纺织品电影院、医院、宾馆、敬老院、学校及其他人员密集场所所用的墙布、地毯、窗帘、床垫、沙发内衬、座椅面料、帷幕等.5 结语随着人类安全意识的不断增强和阻燃法规的不断健全,阻燃抗熔滴纺织品的开发力度将会不断加大.目前,国内对于纺织品的阻燃抗熔滴改性多数还是采用共混法与织物后整理法,尚不能高效地解决聚酯纤维永久阻燃性、抗熔滴性、可纺性及后期的染色性之间的矛盾.因此,如何实现在不影响后期加工和使用的同时达到聚酯纤维的永久阻燃抗熔滴性能仍是研究领域的一大热点.辐射加工改性作为一种高新技术,因其独特的优势,在国内外迅猛发展,如何将该技术在纺织纤维阻燃抗熔滴方面的应用更加高效、环保、安全并实现工业化生产也是今后的重要研究方向.参考文献:【相关文献】[1] 王鸣义.高品质阻燃聚酯纤维及其织物的技术进展和趋势[J].纺织导报,2018,(2):13-22.[2] 吴双全,李雅,范小红.复合功能型聚酯纤维高铁内饰针织面料开发[J].针织工业,2017,(9):8-11.[3] 何勇,岳海生,王桦,等.涤纶阻燃研究现状[J].纺织科技进展,2016,(8):7-10.[4] 455万吨!2018年中国聚酯产能进入新投产高峰期[J].环球聚氨酯,2018,(1):12.[5] 胡昕雨,张晓红.阻燃抗熔滴聚酯纤维和尼龙纤维的研究进展[J].化学工程与装备,2018,(7):252-254.[6] 董江.新时期基层消防火灾调查存在的问题及解决对策探究[J].科技创新与应用,2018,(8):138-139.[7] 朱士凤,施楣梧.热塑性纤维防熔滴研究的现状和发展趋势[J].纺织学报,2012,(6):121-124.[8] MATSUMOTO K,KOYAMA T,ONO Y.Flame retardant thermo-plastic resin composition:US6174943[P].2001-01-16.[9] 马敬红,龚静华,杨曙光,等.分子内阻燃PET纤维的结构性能[J].纺织学报,2012,33(6):107-110.[10]靳昕怡,王颖,朱志国,等.复合抑熔滴剂对阻燃聚酯共混物燃烧性能的影响[J].纺织学报,2018,39(8):15-21.[11]王启森,朱志国,王锐,等.抗熔滴阻燃聚酯的性能研究[J].合成纤维工业,2014,37(2):44-47.[12]关乐.一种海岛型新型聚酯阻燃抗熔滴长丝的研制[J].现代丝绸科学与技术,2016,31(3):88-91.[13]LI J W,PAN F,MAO Z P,et al.The flame-retardancy and anti-dripping properties of novel poly(ethylene terephalate)/cyclotriphosphazene/silicone composites[J].Polymer Degradation and Stability,2014,110,268-277.[14]陈力,董雪,赵海波,等.智能交联阻燃抗熔滴聚酯[C]//中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集,2017.[15]赵海波,汪秀丽,陈力,等.一种不含传统阻燃元素的高温自交联共聚酯的高阻燃性与抗熔滴性[C]//2013年全国阻燃学术年会会议论文集,2013.[16]姬洪,冯新星,陈建勇,等.芳纶1313∕阻燃涤纶混纺纱线的阻燃抗熔滴性能[J].纺织学报,2013,34(4):37-40.[17]刘伯林.一种阻燃防熔滴纤维制备方法及其应用:101580979[P].2009-11-18.[18]LI C,CHEN J,GUO Y,et al.Studies on the property of the anti-dropping of polyester fiber[J].Journal of Zhejiang Sci-Tech University,2010,3:7.[19]杨喆,陈伟,钟淑芳,等.一种制备阻燃抗熔滴纤维或织物的方法及阻燃抗熔滴纤维或织物:101353863[P].2009-01-28.[20]江振林.聚酯纤维及织物的阻燃与抗熔滴改性[D].上海:东华大学,2017.[21]丁川.电子束辐射引发涤纶(PET)接枝提高阻燃抗熔滴性能的研究[D].上海:东华大学,2015.[22]钱明球,潘晓娣.抗熔滴涤纶纤维的研究及应用[J].合成技术及应用,2013,(4):21-25.。

阻燃抗熔滴聚酯树脂及纤维的制备与性能研究

阻燃抗熔滴聚酯树脂及纤维的制备与性能研究江涌; 刘敏; 董林; 梁倩倩; 周元友; 宋维杰【期刊名称】《《纺织科技进展》》【年(卷),期】2019(000)010【总页数】3页(P9-11)【关键词】阻燃; 抗熔滴; 磷系高分子阻燃剂; 聚酯; 聚酯纤维【作者】江涌; 刘敏; 董林; 梁倩倩; 周元友; 宋维杰【作者单位】四川东材科技集团股份有限公司四川绵阳 621000; 国家绝缘材料工程技术研究中心四川绵阳 621000【正文语种】中文【中图分类】TS102.5聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为产量最大的热塑性聚酯，被广泛应用于家居、交通、化工等多个领域[1-3]。

然而，由于PET固有的易燃性以及燃烧时产生的严重熔滴现象，使得有毒气体、烟雾窒息以及熔滴烫伤成为聚酯火灾事故中导致死亡的主要原因，也使其在一些重要领域，如电子器件、阻燃防护服、作战服、轨道交通用纺织品以及公共场所装饰织物等的应用受到了限制。

近30年来，国内外主要采用普通磷系阻燃剂，通过共混阻燃、共聚阻燃或面料染整过程中阻燃处理的方式对聚酯树脂、纤维或面料进行阻燃改性，但是普遍存在纤维可纺性差、面料阻燃效果不佳、耐水洗性能差、自熄性差、熔滴现象严重等难题。

原因是其阻燃机理主要是通过促进聚酯的降解而加速熔融滴落，将火焰和热量带离聚酯基体而达到阻燃效果，因此存在阻燃和抗熔滴之间的矛盾，严重制约阻燃抗熔滴聚酯纤维及织物的产业化生产和纺织化纤行业技术升级[4-11]。

因此，如何制备具有阻燃抗熔滴性能的聚酯树脂及纤维已成为学者们研究的热门问题和难点问题。

本文旨在将高成炭性的磷系高分子材料引入聚酯分子中，通过提升聚酯成炭性来达到阻燃抗熔滴改性的目的。

1 试验部分1.1 试剂精对苯二甲酸(PTA)(工业品，扬子石化)；乙二醇(EG)(工业品，扬子石化)；磷系高分子阻燃剂(市售)；三氧化二锑(Sb2O3)(工业品，市售)；抗氧剂、防醚化剂、热稳定剂(市售)。

聚酯纳米复合材料的纤维具有改进的阻燃性和热稳定性

聚酯纳米复合材料的纤维具有改进的阻燃性和热稳定性Mangesh D. T eli, Ravindra D. Kale纤维系和纺织加工技术，化学技术（原UDCT），Matunga研究所，孟买400019，印度聚酯（PET）的纳米复合音响别尔斯通过加入的装载有蒙脱石（MMT）的纳米粘土相容的PET和LLDPE后线型低密度聚乙烯（LLDPE）母料纺丝。

纺出的纤维显示增加的热稳定性，以及阻燃性，其与纳米粘土装入纤维的量逐渐增加。

有一个在纤维伴随着降低伸长率％表示除了纳米粘土的抗拉强度略有下降，使纤维有更高的强度。

结晶温度发病在较高温度下发生的情况下，复合材料连接的BER不是因为核纳米粘土效果的纯PET纤维。

该的纤维的染色性没有受到影响，并也纤维的阻燃性的影响非常小。

POLYM. ENG. SCI., 52:1148–1154, 2012. ª 2012 Society of Plastics Engineers介绍使用层状硅酸盐纳米'纳米粘土'改善物理，化学和同质聚合物的力学性能的好处科幻TS 已经证明了许多研究[1-5]和几位作者综述[6,7]。

这些盘形纳米粒子呈现出明显的优势，因为显着降低体积分数需出示等于整体性质的改善与传统纤维（即玻璃纤维滑石粉）相比，[8]。

纳米粘土的高特定影响C面面积，由于其纳米尺寸和高宽比，提供了相对于常规网络连接列尔斯聚合物- 颗粒和颗粒间的相互作用的数量增加。

最大性能的改进被认为是获得当纳米颗粒被均匀地分散到聚合物基质中的各个片材。

聚合物纳米复合材料（PNCS）都在此列，因为他们的成本低，它们容易得到的近10年来备受关注。

在与纯聚合物或常规（微型）复合材料，据报道，纳米颗粒在聚合物基质中的存在可显着增加的模量，强度和耐热性，并降低气体渗透性和纤维的可燃性[9]。

在PNCS的合成中最常用的粘土是蒙脱土（MMT），这是膨润土的主要成分。

术语聚合物一层状硅酸盐纳米复合材料描述了一类，其中的增强相，在血小板的形状，仅具有纳米级的尺寸。

阻燃抗熔滴PET纤维的制备及其染色性能

阻燃抗熔滴PET纤维的制备及其染色性能
范公霆;白桢慧;李发学;周先何
【期刊名称】《东华大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(50)3
【摘要】为减少聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在燃烧过程中产生的熔滴造成的危害,以六氯环三磷腈和对羟基苯甲醛为原料合成阻燃剂HBCP,并将其与PET共混后经熔融纺丝制得阻燃抗熔滴PET纤维。

探究了3种分散染料(分散黄3G、分散蓝
2BLN、分散红3B)对纯PET纤维与阻燃抗熔滴PET纤维的上染工艺,包括染料质量分数、染色温度、上染时间以及pH值对纤维染色性能的影响。

试验结果表明:分散黄3G与分散红3B均在染料质量分数为1.0%、上染温度为130℃、染色时间为60 min、染液pH值为5时上染率最高,染色效果较好;分散蓝2BLN在染料质量分数为2.0%、上染温度为120℃、染色时间为60 min、染液pH值为5的条件下达到最高上染率;在相同染色工艺条件下,相比纯PET纤维,阻燃抗熔滴PET 纤维对3种分散染料的上染率都有一定程度的提高。

【总页数】9页(P23-31)
【作者】范公霆;白桢慧;李发学;周先何
【作者单位】东华大学纺织学院;东华大学纺织科技创新中心;浙江盛元化纤有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】O633.14
【相关文献】
1.阻燃抗熔滴PET的制备与性能表征
2.抗熔滴阻燃PET性能的初步研究
3.阻燃抗熔滴聚酯树脂及纤维的制备与性能研究
4.一体化多功能涤纶兼具染色、阻燃和抗熔滴性能
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聚酯纤维及织物的阻燃与抗熔滴改性
聚酯纤维由于良好的机械性能、化学稳定性、可纺性和低成本,在服用和装饰用等领域应用广泛。

但聚酯纤维本身易燃,燃烧容易产生熔滴的特点,限制了在装饰用纺织品领域的应用,尤其是作为高层建筑和密闭环境中使用的装饰用纺织品。

主链型磷系阻燃剂是目前阻燃聚酯纤维应用最为广泛的阻燃剂,通过磷系阻燃剂的氧化燃烧,加速聚酯熔滴的产生,带走燃烧热量实现聚酯的阻燃改性,但无法避免熔滴和有毒烟气的产生,在密闭环境中使用对人体安全性的危害大。

因此,本文从聚酯的阻燃和抗熔滴改性出发,基于聚酯燃烧机制和抗熔滴改性机理,通过选用高成炭的侧链型含磷阻燃剂,并配合无机溶胶的可交联特性,采用原位聚合的方法实现聚酯的阻燃和抗熔滴改性。

针对聚酯表面活性低的问题,结合表面涂覆整理方法具有抗熔滴改性的优势,采用具有柔性链段的聚硅氧烷溶胶和富含磷的植酸阻燃剂为涂覆整理液,以浸渍涂覆整理的工艺,在聚酯织物表面形成柔性聚硅氧烷/植酸/柔性聚硅氧烷的三层功能涂覆结构,实现聚酯织物阻燃和抗熔滴改性。

具体研究内容如下:首先在侧链型含磷阻燃剂[（6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基）甲基]丁二酸（DDP）高效成炭的阻燃特性基础上,对DDP进行端羟基化改性,进一步提高阻燃剂的耐热稳定性。

傅里叶红外变化光谱（FTIR）和核磁共振光谱（NMR）结果表明,DDP与乙二醇（EG）发生酯化反应生成[（6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基）甲基]丁二酸二羟基乙酯（DDP-EG）。

热失重分析（TGA）和动态热稳定性分析表明DDP的起始分解温度为269℃,分解温度低于聚酯聚合温度,热稳定性差,难以
直接用于聚酯聚合反应。

DDP-EG的起始分解温度为290℃,且在氮气气氛中,经300℃保温处理150 min质量残留为85.3%,热稳定性好,满足聚酯聚合温度要求;但DDP-EG在空气中热稳定性较差,经300℃保温处理150 min质量残留为62.1%。

因此DDP-EG高温易氧化降解,在共聚酯制备过程中,应尽可能避免氧气的引入导致DDP-EG的降解。

采用共聚改性的方法,以对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）为原料,经打浆、酯化,在酯化后添加阻燃剂DDP-EG,再经缩聚反应,制备得到侧链型含磷共聚酯（PETP）。

通过DDP-EG的添加工艺与添加量对共聚工艺的影响分析,说明酯化后添加DDP-EG阻燃剂,降低了DDP-EG的高温降解,改善了PETP的品质。

DDP-EG作为具有大空间位阻的侧链型含磷阻燃剂,使聚合变得困难;随着DDP-EG添加量增加,达到相同出料功率缩聚时间延长,导致高含量DDP-EG聚合困难。

DDP-EG相对于PTA的最佳添加量为5 mol%,此时PETP共聚酯磷含量为7910 ppm。

PETP的1H NMR结果说明DDP-EG以共聚形式进入到聚酯大分子链中。

差示扫描量热仪（DSC）说明DDP-EG增加了PETP的无定型区,增大链段运动的自由体积,从而降低了共聚酯的玻璃化转变温度Tg,抑制了聚酯PET的结晶。

TGA表明高成炭阻燃基团的加入,增加了共聚酯的起始分解温度和最大降解
速度。

燃烧行为说明了PETP中磷含量越高,其阻燃性能越好,在DDP-EG最佳添加量时,PETP的极限氧指数（LOI）为32.4%,垂直燃烧测试（VFT）仍具有熔滴,阻燃等级为V-2级。

拉曼光谱分析得知DDP-EG提高了PETP的残炭量和炭层的有序程度。

侧链型含磷共聚酯PETP和主链型含磷共聚酯CEPPA-PET的加速水解和高温氧化实验结
果表明,PETP具有优异的稳定性,在80℃经300 h加速水解,磷含量和特性粘度保持在95%以上,且高温氧化降解性能也比CEPPA-PET具有更好的稳定性。

通过分析碱性硅溶胶、氢氧化铝溶胶、氢氧化镁溶胶和酸性硅溶胶四种无机溶胶的热稳定性和添加工艺对PETP的特性粘度和阻燃性能影响,碱性硅溶胶持续交联温度太高（大于700℃,高于聚酯燃烧温度）,而氢氧化铝溶胶分解温度较低（低于200℃,大于聚酯加工温度）,因此难以用于聚酯抗熔滴改性。

氢氧化镁溶胶和酸性硅溶胶在400500℃之间具有持续交联特性,但氢氧化镁溶胶催化聚酯降解,导致共混添加后PETP特性粘度大幅度降低,难以满足纺丝要求。

酸性硅溶胶不仅具有持续交联结构,同时在聚酯聚合加工温度下惰性,适合聚酯共聚添加。

酸性SiO2溶胶由于网状结构的存在,增大熔体粘度,导致相同出料功率,缩聚时间缩短,共聚酯分子量降低。

热性能分析得到,酸性SiO2溶胶提高了PETP的结晶性能,降低PETP的分解速率,提高残炭。

燃烧行为和阻燃机理分析得到,在酸性
SiO2溶胶添加量为3.0wt%,PETP-3Si共聚酯的LOI为34.8%,燃烧过程熔滴大幅降低,UL-94为V-0。

酸性SiO2溶胶在400500℃温度下,Si-OH以及线性Si-O转化为Si-O-Si交联网络结构,改善PETP的抗熔滴效果,降低了热释放和烟气释放。

酸性SiO2溶胶提高了PETP-Si表面炭层的致密性和稳定性。

PETP主要的裂解产物为乙醛、苯、联苯、苯甲酸、乙酰基苯甲酸以及它们的衍生物,酸性SiO2溶胶有效的避免PETP-Si自由基降解过程,减少了苯以及联苯类的生成。

采用熔融纺丝的方法,对制备的PETP、PETP-Si的可纺
性进行研究,表征其机械性能和阻燃性能,结果表明PETP和PETP-Si满足纺丝要求,经3.5倍牵伸后,纤维断裂强度为1.5 cN/dtex到3.0 cN/dtex。

PETP纤维具有优异的阻燃性能,LOI为31.9%,仍产生熔滴;而PETP-Si纤维阻燃性能优异,熔滴得到明显改善,LOI为34.1%,且燃烧过程中烟气产生少。

最后利用端羟基硅油的柔性链段对甲基三乙氧基硅烷（MTES）的溶胶进行柔软性改性,同时以柔性聚硅氧烷溶胶（SSP）和含磷植酸溶液（PA）为浸渍整理液,采用浸渍涂覆整理工艺,在聚酯织物上构建柔性聚硅氧烷/植酸/柔性聚硅氧烷
（SSP/PA/SSP）的三层功能涂覆层结构,实现聚酯织物阻燃和抗熔滴改性。

涂覆织物表面形貌结构表明,SSP主要吸附固定在聚酯织物纤维表面,而PA 主要吸附固定在SSP涂层表面,因此织物组织结构上的大孔道并未堵塞。

涂覆织物的降解和燃烧行为说明SSP具有表面覆盖隔绝作用,降低了涂覆织物的热降解速率,提高残炭;在PA浸渍时间为20 min时,涂覆织物的LOI为31.4%,燃烧无熔滴,阻燃和抗熔滴性能优异;微型量热测试分析表明涂覆整理层降低了热释放速率和烟气释放,其最大热释放速率（pkHRR）和总烟气释放量（TSR）相对于纯聚酯织物分别降低了65%和72%。

阻燃机理分析表明,PA催化聚酯织物高温成炭,并且捕捉SSP和聚酯织物降解产生的活性自由基,提高了SSP的高温稳定性,降低了聚酯的燃烧速率;SSP高温裂解产生的环状不燃成分（D3,D4,D5,D6以及POSS）和二氧化硅结构,覆盖在聚酯织物表面,起到表面隔绝作用,抑制聚酯织物的降解。

通过浸渍涂覆整理工艺,对PETP织物和PETP-Si织物进行抗熔滴改性,由于PETP和PETP-Si的共聚酯织物中含有侧链型含磷阻燃剂作为自由基吸收剂,因此不需要进行PA的涂覆,PETP 和PETP-Si织物经SSP涂覆就能满足阻燃和抗熔滴的要求。