【摘要】：粘膠纖維制作的紡織品吸濕性好、易染色、抗靜電,被廣泛用于家居裝飾和高檔內(nèi)衣領(lǐng)域,但粘膠纖維非常容易燃燒,故賦予粘膠纖維良好的阻燃性非常重要。分子自組裝可以加強(qiáng)阻燃劑與粘膠纖維之間的相互作用力,使阻燃劑不易從粘膠纖維上脫落,加強(qiáng)粘膠纖維的阻燃持久性,提高阻燃效率。利用分子自組裝技術(shù)制備阻燃性能良好的粘膠纖維,通過制備三種不同的阻燃劑,再利用自組裝技術(shù)將其與粘膠纖維結(jié)合起來。三種阻燃劑分別為包結(jié)物阻燃劑、磷�；�-環(huán)糊精和大分子準(zhǔn)輪烷阻燃劑。1.以β-環(huán)糊精為主體,間苯二酚(二苯基磷酸酯)為客體,運(yùn)用飽和水溶液法制作兩者的包合物,利用多種檢測手段來判斷間苯二酚(二苯基磷酸酯與β-環(huán)糊精的包結(jié)效果。其中核磁結(jié)果顯示間苯二酚(二苯基磷酸酯)可以與β-環(huán)糊精形成良好的包合物。將包合物共混入粘膠原液中濕法紡絲制備阻燃粘膠纖維,并對其進(jìn)行表征測試。熱重顯示600℃下其殘?zhí)剂坑善胀ㄕ衬z纖維的13.8%提升至29.8%。2.使用吡啶作為溶劑和縛酸劑,以β-環(huán)糊精和氯代磷酸二苯酯為原料在冰浴環(huán)境下合成磷�；�-環(huán)糊精。通過一系列檢測手段來判斷阻燃劑中有效阻燃元素磷的含量和可能的分子結(jié)構(gòu)。將阻燃劑混入粘膠原液中濕法紡絲制作阻燃粘膠纖維,對比普通粘膠纖維,熱重顯示800℃下其殘?zhí)剂坑?.4%提升至28%,材料在低于分解溫度約40℃即提前分解。3.以三氯氧磷、甲醇和乙二醇為原料,二氯乙烷為溶劑,辛酸亞錫作為催化劑制備高分子阻燃劑聚磷酸酯。以β-環(huán)糊精和聚磷酸酯為原料,運(yùn)用飽和水溶液法制備準(zhǔn)輪烷,將準(zhǔn)輪烷與粘膠纖維原液共混紡絲制得阻燃粘膠纖維。對制備的準(zhǔn)輪烷進(jìn)行表征,核磁表明高分子阻燃劑與β-環(huán)糊精形成了準(zhǔn)輪烷。對制得的阻燃粘膠纖維進(jìn)行熱重實(shí)驗(yàn)顯示800℃下其殘?zhí)剂坑善胀ㄕ衬z纖維的5.4%提升至34.2%。
【圖文】：

不產(chǎn)生有毒氣體，不用加熱，且溶劑回收后可循環(huán)使用。由結(jié)構(gòu)基本沒有發(fā)生變化，所以其生產(chǎn)的粘膠纖維手感光滑，是溶劑價(jià)格太高，溶劑回收過程又比較麻煩[11]。燃燒機(jī)理燒的本質(zhì)是纖維素的裂解。纖維素分子是一種易燃燒的多氧熱源，無需助燃?xì)怏w便可劇烈燃燒。纖維素燃燒主要從兩個(gè)殘?zhí)�，產(chǎn)生不燃性氣體和液相凝聚物，這些物質(zhì)類似可燃物可將熱源隔絕在外，，中斷燃燒過程；另一方面纖維素裂解產(chǎn)可燃?xì)怏w燃燒放熱并反作用于可燃物加速燃燒進(jìn)程[12]。粘膠素裂解為以左旋葡萄糖為主的焦油類物質(zhì)，然后這類物質(zhì)繼性氣體參與燃燒進(jìn)程[13]。整個(gè)過程如下圖 1.1 所示。

圖 1.2 DPAMP 接枝共聚的化學(xué)機(jī)理（2）間接接枝反應(yīng)要引入的阻燃劑上沒有可以和纖維素羥基反應(yīng)的官能團(tuán)，而是利用中間物質(zhì)粘膠纖維連接起來。Mazeyar[39]等使用乙烯基磷酸為交聯(lián)劑，二苯甲酮作為催外光照射下成功將碳納米管接枝在粘膠纖維表面上，其熱穩(wěn)定性顯著提高。先將丙烯腈接枝到粘膠纖維上，再將其用水合肼處理，最后將其與醋酸鋅反纖維上引入 Zn、N 元素，800℃下成碳率從普通粘膠纖維的 5.2%上升至 50.4理如圖 1.3。Zhang[41]等將一種陰離子染料進(jìn)行表面改性，使其帶有納米 Mg原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)法將其接枝共聚到粘膠纖維上，只需接枝 4%的粘膠纖維的持續(xù)燃燒時(shí)間就能縮短一半。由于纖維素分子存在大量羥基，化學(xué)反應(yīng)過程容易產(chǎn)生交聯(lián)，而纖維素彼此會(huì)導(dǎo)致粘膠原液可紡性變差，纖維變硬和柔順性下降�；瘜W(xué)鍵合法的關(guān)鍵在程度，盡量使阻燃劑和纖維素分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而減少纖維分子間的交聯(lián)反
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ341.1;O641.3

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本文編號：2689575