腈纶阻燃研究进展

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1、月青纶阻燃研究进展第24卷第9期高分子材料科学与工程v01.24,No.9Sept・20082008年9月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERING曹垄，秦一秀，姚臻（浙江大学材料与化工学院化工系高分子工程研究所，浙江大学化学工程国家重点实验室，浙江杭州310027）摘要：传统合成纤维中月青纶的极限氧指数最低，其阻燃改性一直备受关注。文中按生产过程和阻燃荆的引入方法将国内外月青纶阻燃改性分为共聚、共混、化学改性及后整理法等四类，并评述了各自的最新进展。基于环境保护和工艺成本的综合考虑，选用无卤阻燃性单体共聚法以及釆用协同增效阻燃荆添加的共混法是阻燃睛纶的

2、发展趋势。关键词:睛纶；阻燃；无卤中图分类号：TQ342+.31文献标识码：A文章编号：1000.7555（2008）09—0001.05常见合成纤维中聚丙烯腊纤维（月青纶）织物极易燃烧，其极限氧指数（L0,）在通用纤维中最低（约18%）,而一般认为LOI值达到26%以上才具有一定的阻燃性能。冃前，已有的阻燃月青纶制备方法按生产过程和阻燃剂的引入方式可分为共聚法、共混法、化学改性法、后整理法等，如Fig.1所示。作为共聚单体，与丙烯月青及相应的柔弹性染色性单体进行共聚而实现阻燃改性的方法。卤素和磷系是目前应用最广的阻燃成分，主要有氯乙烯（VC）、偏二氯乙烯（VIDC）、乙烯基双（2—氯

3、代乙基）磷酸酯、磷酸单烯丙基二烷基酯等。其它阻燃成分还有氮、硅、硼、僦、铝等元素…I。世界上已工业化牛产的月青纶大都采用共聚黑c07mmo。n^zomSewm曲PH}copo1yme"zall°°1法制造，其主要产品有Dyne1（美）、Kaneka1on（日）、Tek1an（英）、Dra1onC（德）、Ve1ierenFR'•••oooJB1endwithFRadditivesAddFR（意）、Cry1orPcM6（法）等，聚合方法有溶液聚合和水相沉淀聚合两种，水相沉淀聚合因适宜大规模的生产而较多被采用【2]2。纺丝工艺既有湿法。也有干法，且以湿法纺丝居多。己商品化的阻燃月青纶所用共聚

4、单体多为偏二氯乙烯、偏氯乙烯，也称为膳氯纶。它同时具备睛纶的强度高和色泽鲜艳等优良纺织性能，以及含氯纤FlameretardantmodificationIJn㈣e懵：°°Grmae训们限【chIn1em1oIe叫I击cml甜i呦热°°?・n00[ionFRfinishing1fflame维的良好阻燃性及手感，L0I可达26%〜finishing27%。月青氯纶中阻燃单体含量一般在32%〜ClassificatiouforretardaBt(FIR)modificationofacrylooJtri1efibers36%范围内，若超过40%会使聚合物光热稳定性下降和可纺性恶化【3Jo国

5、内阻燃猜纶研究发展相对比较缓慢。虽然早在上世纪60年代就开始研究月青氯纶牛产I共聚法共聚法就是将含阻燃元素的乙烯基化合物收稿日期：2007-04.16；修订日期：2007-08・02联系人：曹垫，主要从事聚合反应工程及高分子材料研究，E.—『nail：kcao@ehe.zju・edu.m万方数据高分子材料科学与工程2008年技术，但均没有实现工业化生产。至90年代，抚顺有机化工厂引进FRM氯纶的技术和设备，填补了该项空白，生产能力为年产5000吨。该维力克纤维(Modacry1icFiber)系丙烯膳、偏二氯乙烯和丙烯酰胺甲基丙烷磺酸钠的共聚物，L0,可达25%E4］。膳氯纶纤维及其织

6、物的阻燃性好，既不能维持燃烧，也不会传播火焰或熔滴，当火焰离开后会自行熄灭，直接点火时发生无溶滴炭化，从而形成一个附加的阻火层。但是。燃烧剧烈时发烟量巨大。会产生大量有害气体。因此，无卤化环保型阻燃技术是当前的发展趋势。英国的Wyman等”J将合成出来的几种烷基苯乙烯基磷酸酯和丙烯月青进行自由基共聚合，共聚物的磷含量从1%~14%(质量分数)不等。其研究发现，共聚单体的存在对聚丙烯腊的稳定性有负面影响，但所结合的一小部分磷酸酯将大大改善共聚物的阻燃特性，其LOI值和成炭率如Tab・1所示。共聚法阻燃購纶的阻燃性能优良，阻燃单体直接参与共聚反应，故其用量少，且阻燃效果持久，是一种从本质上

7、解决月青纶阻燃问题的先进生产方法。但是，阻燃改性共聚单体还需耍适应纺丝工艺及后加工的各种物理力学性能和服用性能要求，如拉伸强度、断裂伸长、染色性、手感等。2共混法共混法可分为纺丝原液添加法和冻胶丝处理法。分别指在纺丝前（纺丝液屮）或纺丝过程中（如凝固液屮）引入阻燃成分以获得纤维的阻燃性能。2.1纺丝原液添加法为保持共混阻燃月青纶的性能，阻燃剂的含量不能太高；同时，阻燃剂在纺丝原液中的溶解性和分散性、与聚丙烯月青（PAN）的相容性、纺丝过程中的保