纺织品快速阻燃测试技术及纤维混配中阻燃协效的研究.pdf

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1、纺织品快速阻燃测试技术及纤维混配中阻燃协效的研究王鹏翔2015年6月I中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540纺织品快速阻燃测试技术及纤维混配中阻燃协效的研究作者姓名王鹏翔学院名称材料学院指导教师李向梅讲师答辩委员会主席杨荣杰教授申请学位工程硕士学科专业材料工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月IIThestudyofrapidflameretardanttesttechnologyoftextilesandflameretardantsynergisticeffectofmixedfibersCandidateName：WangPengxiangScho

2、olorDepartment:SchoolofMaterialsScienceFacultyMentor:Lect.LiXiangmeiChair,ThesisCommittee：Prof.YangRongjieDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialsEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015III研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注

3、和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要根据阻燃机理，选用多种阻燃纤维进行合理混配，利用多种纤维之间的协同效应，是生产高性价比阻燃面料的基本思路。其中包含了两个方面的工作，一方面是研究纺织品的阻燃测试评价技术，另一方面是研究不同纤维之间混配后的阻燃协同效应。纺织物（包含织物和纤维）在火灾中的燃烧行为非常复杂，传统的测试方法包括水平和垂直燃烧法、氧指

4、数法、表面燃烧法、燃烧室法等，不能完全描述其燃烧性能。锥形量热仪(ConeCalorimeter,简称CONE)，能够很好地模拟材料的燃烧行为，对研究纺织品的阻燃性能和阻燃机理有很大的帮助；直接将CONE应用于纤维集合体的阻燃测试，省去纺织、整理、印染等工序，建立纺织品的快速阻燃评价方法，对缩短研发周期、节省研究成本具有重要意义。本课题探索了以CONE对织物和纤维两种不同形态样品的测试条件，改进了对纤维样品的测试工具，并探究了CONE对同种纤维及其织物的测试数据的关联关系，为纺织品快速阻燃测试技术的发展提供了参考。阻燃纤维分为天然阻燃纤维和合成阻燃纤维，天然阻燃纤维有棉、毛等，

5、含有丰富的氮、磷、硫等阻燃元素；合成阻燃纤维包括芳纶、阻燃涤纶和阻燃粘胶等，含有本质阻燃结构或经处理后含有阻燃剂成分。不同的阻燃纤维混配使用存在不同的阻燃协效，如涤棉混纺后织物阻燃性下降，腈氯纶与棉混配后阻燃性改善等。纤维混配的阻燃协效效果和机理复杂，亟需深入研究。本课题选取了阻燃涤纶/棉，阻燃涤纶/阻燃粘胶，芳纶/维纶/阻燃粘胶三种混配体系制备纤维集合体，应用锥形量热仪、极限氧指数、热失重、扫描电镜等测试进行表征，研究其燃烧性能、热性能和形貌特征，据此分析不同体系的阻燃协效及其机理。研究结果表明：1、使用CONE作为测试仪器，以测试数据稳定性为标准，织物样品适宜于三层叠放、对

6、角缝制制样，在35kw/m2热功率的条件下测试；纤维样品适宜于梳理后使用丝径0.8mm、网格数7x7的压覆铁丝网进行测试，铁丝网内嵌放VI北京理工大学硕士学位论文置。2、CONE对纯纺纤维、混纺纤维及其同种织物的研究表明，CONE测试数据具有较好的相关性，可以作为对纤维集合体的快速阻燃测试评价工具，预判对应织物的火灾危险性和阻燃性。3、阻燃涤纶与棉混配体系并没有起到阻燃改善作用，CONE和LOI测试表明，该体系存在反向阻燃协同效应，当阻燃涤纶/棉的比例为65/35时，阻燃性最差；CONE、TG和SEM研究表明，该体系的燃烧协效主要源自涤纶熔滴对棉纤维残炭骨架的凝聚相包裹作用，即

7、烛芯效应。4、合理使用棉型阻燃粘胶替代棉后，形成阻燃涤纶/阻燃粘胶体系，CONE和LOI测试表明，尽管该体系仍存在反向阻燃协同效应，但阻燃粘胶替代后改善了混配体系的阻燃性，具有良好的阻燃织物开发潜力；CONE、TG和SEM研究表明，阻燃粘胶的加入提高了体系炭层致密度，其收缩、粘连特性减弱了烛芯效应。5、芳纶/维纶/阻燃粘胶体系之间存在正向阻燃协同效应；CONE和LOI测试表明，当芳纶/维纶/阻燃粘胶的比例为60/20/20时，阻燃性最好；CONE、TG和SEM研究表明，该体系的阻燃协效主要是