在所有紡織纖維中,棉織物是最常見的一種,其應(yīng)用非常廣泛。但是棉織物本身易燃（棉花在150℃下就會發(fā)生自燃）,每年都有大量由棉織物燃燒所造成的火災(zāi)事故發(fā)生,給人們造成了巨大的生命威脅和財(cái)產(chǎn)損失,因此開發(fā)具有優(yōu)異阻燃效果的棉織物成為人們的迫切需要。Pyrovatex CP^@和Proban^@是兩種最常見的商用型棉織物阻燃劑,但是由于含有鹵素或易釋放甲醛等問題,其應(yīng)用受到限制。因此,開發(fā)新型棉織物用環(huán)保、安全阻燃劑顯得尤為重要。針對現(xiàn)有棉織物用阻燃劑存在的問題,本文從以下幾個方面展開研究:第一,以磷酸、甘油、尿素和硫酸鋁為原料合成磷-氮-鋁協(xié)效膨脹型阻燃劑（PAN）,通過超聲處理、高溫固化的方法將阻燃劑整理到棉織物上,并對阻燃整理前后的棉織物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征及阻燃性、耐洗性等性能測試。首先,掃描電子顯微鏡和白度測試表明棉織物阻燃整理前后具有相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)和相近的白度。其次,紅外光譜和X-射線光電子能譜結(jié)果分析表明PAN以P-O-C共價(jià)鍵形式成功接枝到了棉織物上。再次,熱重分析和垂直燃燒測試結(jié)果表明,經(jīng)PAN處理過的棉織物具有良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的阻燃效果... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

成熟棉纖維電鏡圖[11]

天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2來自植物莖的韌皮纖維（例如亞麻、黃麻、麻和洋麻）大約含占四分之三的纖維素。針葉和落葉木材均含有40-50％的纖維素，而其他植物物種所含纖維素則少得多。棉纖維中的纖維素是所有植物纖維中分子量、結(jié)構(gòu)順序最高的纖維素，其含量超過了90%。棉纖維細(xì)胞存在起始、延伸、次級細(xì)胞壁增厚、成熟和干燥四個重疊但不同的發(fā)育階段[11-13]。圖1-1成熟棉纖維電鏡圖[11]棉纖維主要由α-纖維素（88.0-96.5％）組成。非纖維素材料存在于纖維的外層（表皮和原代細(xì)胞壁上）和內(nèi)腔內(nèi)部，而次生細(xì)胞壁則僅是纖維素，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。棉纖維的具體化學(xué)組成因其品種、生長環(huán)境（土壤、水、溫度、害蟲等）和成熟度而異。一般來說，在未成熟的纖維中，非纖維素含量要高得多。非纖維素類物質(zhì)包括蛋白質(zhì)（1.0-1.9％）、蠟（0.4-1.2％）、果膠（0.4-1.2％），、無機(jī)物（0.7-1.6％）和其他（0.5-8.0％）物質(zhì)[14,15]。圖1-2棉纖維結(jié)構(gòu)示意圖[16]

第一章緒論3棉纖維素是高度結(jié)晶和定向的。α-纖維素具有長而剛性的分子結(jié)構(gòu)，長纖維素鏈中的β-1,4-D(+)-吡喃葡萄糖結(jié)構(gòu)單元通過1,4-葡萄糖鍵連接，脫水葡萄糖-吡喃糖C-O-C鍵的自由旋轉(zhuǎn)受到了空間效應(yīng)的阻礙。每個脫水葡萄糖含有三個羥基，一個在C-6，另外兩個分別在C-2和C-3上。豐富的羥基和鏈構(gòu)象允許分子間和分子內(nèi)氫鍵結(jié)合，從而進(jìn)一步增強(qiáng)纖維素結(jié)構(gòu)的剛性[17]。1.2.2纖維素的受熱作用加熱通常會導(dǎo)致纖維素脫水和分解，這些反應(yīng)會受其他化合物的存在、溫度和加熱速率的影響，普通織物受熱示意圖如圖1-3所示。在酸催化劑的存在下有利于脫水反應(yīng)，而在堿催化下有利于解聚反應(yīng)。在較低溫度下加熱有利于脫水并促進(jìn)隨后的焦炭形成，較高溫度的加熱會通過形成葡聚糖而導(dǎo)致快速揮發(fā)，從而形成更多氣態(tài)可燃物。因此，酸催化劑對于賦予纖維素阻燃性特別重要[18]。將棉纖維素加熱到120°C可以驅(qū)走水分而不會影響纖維強(qiáng)度；加熱至更高的溫度150°C會降低其分子量和拉伸強(qiáng)度；在200°C至300°C之間，會生成揮發(fā)性產(chǎn)物和液態(tài)熱解產(chǎn)物，主要是1,6-脫水-β-D吡喃葡萄糖，通常稱為左旋葡聚糖；在450°C時(shí)，僅留下殘?zhí)�。在全部熱解產(chǎn)物中，20％是氣相（CO、CO2、CH4），65％是液相（其中80％是左葡萄糖葡聚糖），15％是焦炭，加熱速率會影響焦炭的形成量。另一方面，加熱溫度低于250°C時(shí)，未發(fā)現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，因此可以得知僅非晶區(qū)受到了影響；當(dāng)加熱溫度在250°C-270°C時(shí)，纖維素的晶體結(jié)構(gòu)不完整；然后進(jìn)一步加熱至300°C時(shí)，棉纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性能消失，高結(jié)晶度纖維素在較高溫度下分解[19-21]。圖1-3織物受熱示意圖阻滯纖維素的伯羥基可防止解聚，從而減少揮發(fā)物的產(chǎn)生。易燃?xì)怏w的減少伴隨著環(huán)內(nèi)和環(huán)間的更完全脫水，其分別產(chǎn)生了酮-烯醇互

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]纖維素低溫炭化特性[J]. 辛善志,米鐵,楊海平,陳漢平.  化工學(xué)報(bào). 2015(11)
[2]納米LDHS阻燃劑與APP協(xié)效阻燃劑對PS阻燃性能與機(jī)理的研究[J]. 張澤江,覃文清,蘭彬,梅秀娟,朱華衛(wèi).  消防科學(xué)與技術(shù). 2005(05)



本文編號：3365671