【摘要】：滌棉織物兼具滌綸與棉的優(yōu)異特性,具有透氣舒適、尺寸穩(wěn)定、滑爽挺闊等優(yōu)點(diǎn),在服裝、家具裝飾、交通運(yùn)輸?shù)戎T多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。但是滌棉織物的易燃性存在一定的火災(zāi)安全隱患,限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用,因此有必要對(duì)滌棉織物進(jìn)行阻燃處理。此外,具有單一阻燃功能的滌棉織物已經(jīng)難以滿(mǎn)足各行各業(yè)的復(fù)雜需求,對(duì)阻燃滌棉織物進(jìn)行超疏水整理能夠其防水及自清潔功能,并提高滌棉織物的阻燃耐久性,將進(jìn)一步擴(kuò)展滌棉織物的應(yīng)用前景。本論文在綜述織物阻燃整理研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)滌棉織物傳統(tǒng)阻燃整理技術(shù)過(guò)程復(fù)雜、阻燃效率低等不足,提出了以層層自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的新型滌棉織物阻燃涂層技術(shù),并通過(guò)絡(luò)合交聯(lián)及疏水后整理逐步改善滌棉織物阻燃涂層的耐水洗性能。通過(guò)掃描電鏡(SEM)、熱重分析(TGA)、水平燃燒測(cè)試、洗滌測(cè)試等表征手段研究涂層對(duì)滌棉織物形貌、熱穩(wěn)定性、阻燃性能、疏水性能等性能的影響,并探究涂層的阻燃及疏水機(jī)理。具體工作如下:1.首先合成次磷酸改性殼聚糖(PCS),然后采用層層自組裝技術(shù),以PCS和聚乙烯亞胺(PEI)分別作為陰離子型聚合物電解質(zhì)和陽(yáng)離子型聚合物電解質(zhì),通過(guò)靜電相互作用沉積在滌棉織物表面形成PCS/PEI涂層。TGA結(jié)果表明,PCS/PEI涂層明顯提高了滌棉織物在高溫下的熱穩(wěn)定性及殘?zhí)苛�。在水平燃燒測(cè)試中,未處理的滌棉織物徹底燃燒,火焰持續(xù)115 s,陰燃持續(xù)234 s;而經(jīng)過(guò)20層PCS/PEI涂層修飾的滌棉織物,火焰持續(xù)33 s后發(fā)生自熄,且陰燃現(xiàn)象消失,說(shuō)明PCS/PEI涂層賦予滌棉織物良好的阻燃性能。此外,通過(guò)SEM及拉曼測(cè)試對(duì)滌棉織物炭渣的形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)果表明,PCS/PEI涂層在燃燒過(guò)程中在織物表面形成明顯膨脹炭層,有效阻止可燃?xì)怏w的揮發(fā)及氧氣和熱量的傳遞,從而賦予滌棉織物良好的阻燃性能。2.為改善層層自組裝阻燃涂層的耐水洗性能,將二乙烯三胺五亞甲基叉膦酸(DTPMP)與三價(jià)鐵離子(Fe3+)通過(guò)絡(luò)合交聯(lián)在滌棉織物表面自組裝形成DTPMP/Fe3+涂層。DTPMP分子中富含磷酸基團(tuán)和N-C-P結(jié)構(gòu),在燃燒過(guò)程中發(fā)揮良好的膨脹阻燃作用。SEM結(jié)果顯示,滌棉織物表面被DTPMP/Fe3+涂層均勻覆蓋,并呈現(xiàn)大量微米/納米級(jí)顆粒凸起結(jié)構(gòu)。在水平燃燒測(cè)試中,滌棉織物經(jīng)5層DTPMP/Fe3+涂層修飾后,火焰僅持續(xù)4 s后就達(dá)到自熄效果,說(shuō)明DTPMP//Fe3+涂層具有優(yōu)異的阻燃效果。微型燃燒量熱儀結(jié)果顯示,與未處理的滌棉織物相比,5層DTPMP/Fe3+涂層修飾的滌棉織物的熱釋放速率峰值降低了 27.1%,總熱釋放量降低了30.4%,說(shuō)明DTPMP/Fe3+涂層有效降低了滌棉織物的火災(zāi)危險(xiǎn)性。此外,由于金屬有機(jī)配位絡(luò)合交聯(lián)作用比靜電相互作用具有更強(qiáng)的相互作用力,與通過(guò)靜電相互作用形成的PCS/PEI涂層相比,DTPMP/Fe3+涂層顯示出更穩(wěn)定的耐水洗性能。5層DTPMP/Fe3+涂層修飾的滌棉織物在經(jīng)過(guò)兩次標(biāo)準(zhǔn)洗滌測(cè)試后依然達(dá)到自熄效果,而20層PCS/PEI涂層修飾的滌棉織物則燃燒完全。3.為進(jìn)一步改善阻燃滌棉織物的耐水洗性能,并賦予其自清潔功能,擴(kuò)展滌棉織物的應(yīng)用前景,在DTPMP/Fe3+涂層呈現(xiàn)特殊粗糙結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合聚二甲基硅氧烷(PDMS)、十七氟癸基三甲氧基硅烷(PFDS)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)三種常用低表面能物質(zhì)修飾DTPMP/Fe3+涂層,制備兼具阻燃及超疏水功能的滌棉織物。接觸角測(cè)量結(jié)果顯示,經(jīng)8層DTPMP/Fe3+涂層與2 wt%PDMS修飾的DT/Fe-8BL@PDMS樣品的接觸角達(dá)到155.6°,且展現(xiàn)出優(yōu)異的自清潔功能。同樣條件下,DT/Fe-8BL@PFDS與DT/Fe-8BL@PVDF-HFP樣品的接觸角為158.7°、150.8°。得益于PDMS優(yōu)異的成膜性能及機(jī)械性能,DT/Fe-8BL@PDMS樣品表現(xiàn)出良好的耐洗滌及耐摩擦性能,在經(jīng)過(guò)15次洗滌測(cè)試或30次摩擦測(cè)試后,DT/Fe-8BL@PDMS樣品的接觸角仍然大于140°,而DT/Fe-8BL@PFDS與DT/Fe-8BL@PVDF-HFP樣品的接觸角小于140。。此外,PDMS有效提高了DTPMP/Fe3+阻燃涂層的耐水洗性能,DT/Fe-8BL@PDMS樣品經(jīng)過(guò)12次洗滌測(cè)試后,在水平燃燒測(cè)試中依然達(dá)到自熄效果。
【圖文】：

逑會(huì)釋放熱量，熱量傳遞到織物表面會(huì)繼續(xù)促使織物降解并釋放揮發(fā)性物質(zhì)，從而逡逑形成能夠自我維持的燃燒循環(huán)，直至織物完全降解，該循環(huán)過(guò)程如圖１．１所示［７］。逡逑｜邋氣相邐．１邋＾邋ｎ；逡逑（熱（ＣＯ．邋ＣＯ，．．．）逡逑ｉ邋Ｉ邋ｆ邋Ｖ邋｜逡逑Ｉ邐Ｈ氣邐揮r镥穩(wěn)齲卞邋危懼義縣懾澹А筫W‘逡逑－相界面邐邐邐／——邋邐邐逡逑Ｙ邐熱降解邐邐點(diǎn)火激的熱較逡逑＼邋ＰＳ逡逑＼邐Ｓｉｆｔ邐熱邋Ｗ邋邐＞逡逑＼邐￣——￣Ｊ￣￣邐？？逡逑邐＼ｊ邋￣ｍｉＬ邋邐逡逑９邋＜熱＿＞逡逑凝聚相邐邐．．．．．．．．．．」邐逡逑圖１．１織物的裂解燃燒循環(huán)過(guò)程逡逑１．２．２織物的阻燃機(jī)理逡逑由于燃燒是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，織物的阻燃處理可以通過(guò)使用阻燃劑來(lái)中斷燃燒逡逑循環(huán)過(guò)程，繼而降低燃燒速率，最終熄滅火焰［８］。具體來(lái)講，可以通過(guò)如下方式逡逑來(lái)中斷燃燒循環(huán)過(guò)程：逡逑１．

具有阻燃效果持久、對(duì)纖維使用性能影響較小的優(yōu)點(diǎn)，不足之處是實(shí)驗(yàn)成逡逑、工藝復(fù)雜，而且不適用于天然纖維的阻燃改性；織物的表面改性，，即后整逡逑，一般包括：溶膠－凝膠法、浸軋烘焙法、納米粒子吸附、層層自組裝法等［１，逡逑。相比原絲阻燃改性，后整理法具有更廣泛的適用性，且工藝簡(jiǎn)單，但是存逡逑燃持久性較差等不足。逡逑１溶膠凝膠法逡逑溶膠凝膠法在織物的抗菌、超疏水、抗紫外線(xiàn)等功能化改性中有著廣泛的應(yīng)逡逑其作用機(jī)理是：（半）金屬醇鹽的前驅(qū)體如四乙氧基硅烷、異丙醇鈦、異丙逡逑等，通過(guò)水解和縮合兩步化學(xué)反應(yīng)，在織物表面形成無(wú)機(jī)或有機(jī)無(wú)機(jī)雜化涂逡逑反應(yīng)過(guò)程會(huì)受半金屬原子類(lèi)型和烷基／醇氧基、溫度和ｐＨ、水／醇氧比、反應(yīng)逡逑等因素影響［１，３１］。Ａｌｏｎｇｉ等以正硅酸四乙酯為前驅(qū)體處理滌綸、棉與滌棉混逡逑物，再經(jīng)過(guò)水解和縮合反應(yīng)在織物表面形成穩(wěn)定的二氧化硅涂層，掃描電鏡、逡逑分析等結(jié)果表明，涂層均勻覆蓋在纖維表面，對(duì)織物的熱穩(wěn)定性和阻燃性有逡逑提高［３２］。逡逑ＯＲ邐ＯＲ逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TS195.5

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本文編號(hào)：2618722