涤纶裂解及阻燃机理

涤纶纤维的热裂解
纤维的热裂解在纺织品的燃烧过程中是一个至关重要的步骤，它决定裂解产物的组成和比例，对能否续燃关系极大。

了解纺织品的热裂解及热裂解的产物，可以帮助我们研制阻燃剂和制定纺织品的阻燃整理工艺。

通过阻燃整理使这些易燃物质减少或将其封闭，以达到阻燃的目的。

涤纶纤维是应用较广的合成纤维之一，它的燃烧与其他合成高分子材料一样，和高温热源接触，吸收热量后发生热裂解反应，热裂解反应生成易燃气体，易燃气体在空气(氧)存在的条件下，发生燃烧，燃烧产生的热量被纤维吸收后，又促进了纤维继续热裂解和进一步燃烧，形成一个循环。

合成纤维持续燃烧，必需具备下列条件：①高聚物分解，能产生可燃气体；②燃烧产生的热量，足以加热高聚物，使之连续不断地产生可燃气体；③产生的可燃气体能与氧气混合，并扩散到已点燃的部分；④燃烧部分蔓延到可燃气体与氧气的混合区域中。

针对这四个条件，人们提出了阻燃的基本原理：减少(或者基本没有)热分解气体的生成，阻碍气相燃烧的基本反应，吸收燃烧区域的热量，稀释和隔离空气。

涤纶纤维阻燃机理
材料的阻燃性，常通过气相阻燃、凝聚相阻燃及中断热交换阻燃等机理实现。

抑制促进燃烧反应链增长的自由基而发挥阻燃功能的属气相阻燃；在固相中延缓或阻止高聚物热分解起阻燃作用的属凝聚相阻燃；将聚合物燃烧产生的部分热量带走而导致的阻燃，则属于中断热交换机理类的阻燃。

但燃烧和阻燃都是十分复杂的过程，涉及很多影响和因素，将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的，实际上很多阻燃体系同时以几种阻燃机理起作用。

涤纶纤维织物的阻燃整理改性方法工艺简单、成本低，从流通的多样性及对阻燃要求程度多方面的适应性来看，较原丝改性方法有利。

但阻燃剂如果用量多，则对织物的手感和色泽影响较大。

聚酯纤维织物阻燃整理的方法大致有以下三类：
1)将阻燃剂设计成象分散染料那样的吸附型结构，采用整理-染色一浴法工艺。

如阻燃剂JLSUN®ATF。

2)用热溶法将与聚酯纤维亲和性很大的阻燃剂固着在纤维上。

适合于这种方法的阻燃剂品种不多，对手感影响小，耐洗牢度好。

如阻燃剂JLSUN®ATF。

3)溶出型阻燃剂使用方便，阻燃效果良好，适用于天然及化学纤维
织物和纸张的不耐洗涤阻燃整理，还适用于宾馆、汽车等使用的内装饰材料的阻燃整理。

阻燃整理工艺
阻燃织物可以由阻燃纤维直接织造而成，由于该法是通过在合成纤维熔融纺丝过程中添加阻燃材料制成阻燃纤维，所以它要受到阻燃材料的种类、物理特性和添加量的影响，否则会直接影响到纤维阻燃的效果和纤维纺丝过程的实施。

由于受阻燃材料添加量的限制(一般添加量为3％)，所以此种阻燃纤维一般不会达到理想的阻燃效果，因此此法用的很少。

一般的阻燃加工过程是采用织物阻燃后整理的方法。

根据阻
燃剂的特性和涤纶织物的品种以及织物的用途，采用不同的整理方法。

1．非耐久性阻燃整理
涤纶织物的非耐久阻燃整理与棉织物相似，也是用一定浓度的硼砂、硼酸、聚磷酸铵等的溶液进行整理，整理后的织物通过调节增重一般都能达到所要求的阻燃效果。

较难处理的是薄型涤纶织物，通常在相同的增重下，单位面积质量越大的织物，阻燃效果越好，因此稀薄织物往往需要较高的增重率。

而薄织物对阻燃剂的吸附不能象厚织物一样充分，阻燃剂易于在织物表面形成白霜，产生阻燃剂渗出的现象，影响外观和手感。

所以，薄型涤纶织物的阻燃整理要兼顾织物的阻燃性能和整理效果。

典型产品有北京洁尔爽高科技有限公司的SCJ-968等。

阻燃剂SCJ-968使用方便，阻燃效果良好，适用于天然及化学纤维织物和纸张的阻燃整理，还适用于宾馆、汽车等使用的内装饰材料的阻燃整理。

SCJ-968外观为无色透明液体，含固量大于20％，能与水互溶，PH 值=7-8。

特别适用于棉织物的非耐久阻燃整理。

工艺流程为：
(1)喷撒处理：SCJ-968 50-80％直接喷洒到窗帘、壁纸、沙发、地毯等装饰织物和吸收性材料上，晾干后即可获得良好的阻燃效果。

(2)浸轧法：(SCJ-968 50-80％)→烘干→定型拉幅。

此法可以和其它整理同浴完成，如柔软整理等。

2．耐久阻燃整理工艺
使用北京洁尔爽高科技有限公司的JLSUN®ATP可以达到国家阻燃标准B2级指标，可以耐洗30次以上。

(1)前处理过程
在阻燃整理前最好做碱减量处理，以改变涤纶纤维吸水性差，带液低的弱点，有效去除织物表面的杂质，防止其他助剂存在，提高阻燃整理效果。

工艺配方： NaOH 20-30g／L
阴离子渗透剂 0.2-0.5g／L
处理温度与时间：95-100℃ 20-60分钟
处理过的织物充分水洗，去除残碱后烘干
(2)阻燃整理过程
阻燃剂ATP的使用量随织物的厚度不同而作相应的调整。

A处方： ATP阻燃剂 90-180g／L
5-10％NaOH 调pH值至6-6.5
配方也可以加入交联剂、防泳移剂、柔软剂，以进一步提高效果，但要求进行配伍性实验。

B化料操作：
先加入少量软水，再加入所需的ATP，充分溶解。

用5-lO％NaOH溶液滴加至溶液的pH值至6-6.5，加入80％水，再加入其他助剂后搅拌，并用水稀释至规定刻度。

配制好的工作液应尽快使用。

C工艺流程
二浸二轧(轧液率50-70％)→烘干(100℃／1-2min)→焙烘(185-195℃／1.5-2min) →水洗→烘干。