阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維混紡織物阻燃性能研究

[編輯:Cyx]  [發(fā)布時間:2015-11-03 15:11:38]  []

楊琳^1,2，臧勇^1,2，金曉東^1,2，周鐳^1,2
（1.山東省紡織科學研究院；2.山東省特種紡織品加工技術(shù)重點實驗室）

　　摘要 研究了阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維混紡織物的阻燃性能。將兩種纖維按照不同混紡比制成織物。采用極限氧指數(shù)法和垂直法測試不同混紡比織物的阻燃性能。通過實驗結(jié)果比較分析發(fā)現(xiàn):純紡阻燃粘膠纖維織物的極限氧指數(shù)為28.3%，純紡海藻酸鈣纖維織物的極限氧指數(shù)為32.7%；純紡阻燃粘膠纖維織物阻燃性能最差，隨著海藻酸鈣纖維含量的增加，混紡織物阻燃性能變好，純紡海藻酸鈣纖維織物阻燃性能最好；當阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，既保證了織物優(yōu)異的阻燃性能，同時降低了成本。
　　關(guān)鍵詞  阻燃粘膠纖維；海藻酸鈣纖維；混紡織物；阻燃性能
　　日常生活使用的各類纖維制品都是易燃或可燃的,具有一定的消防隱患。據(jù)統(tǒng)計，全世界近一半的火災(zāi)是由紡織品失火引起的。因此，世界各國高度重視阻燃紡織品的研發(fā)。阻燃粘膠纖維化學性質(zhì)穩(wěn)定，成本較低，無污染，應(yīng)用廣泛，具有良好的阻燃性能。海藻酸鈣纖維系新型高性能綠色纖維，除了具有良好的吸濕性、生物相容性和可生物降解性,無需添加阻燃劑就具有優(yōu)異的阻燃性能，但其成本較高。本文將阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維制成不同混紡比的紗線，再織成組織和密度相同的平紋織物，并對不同混紡比紗線制成織物的阻燃性能測試分析。最終得到混紡織物混紡比與阻燃性能之間的關(guān)系,為開發(fā)阻燃性能更優(yōu)異、服用性能更好、成本低廉的混紡阻燃織物提供一定的參考。
　　1實驗樣品、實驗儀器及實驗方法
　　1.1實驗樣品
　　本實驗采用吉林化纖股份有限公司生產(chǎn)的1.67dtex×38mm磷系共混阻燃粘膠纖維和青島明月海藻集團生產(chǎn)的1.67dtex×38mm海藻酸鈣纖維，混紡制成18.5tex的細紗，細紗捻系數(shù)300。為系統(tǒng)觀察紗線阻燃性能與混紡比的關(guān)系，共設(shè)計A、B、C、D、E、F6種不同混紡比的紗線。
　　將6種不同混紡比的紗線織成組織和密度相同的平紋組織，各混紡比混紡織物的基本規(guī)格如表1所示。

　　1.2實驗儀器及實驗方法
　　1.2.1極限氧指數(shù)法
　　參照《GB/T5454-1997紡織品燃燒性能試驗氧指數(shù)法》，使用LFY-605自動氧指數(shù)測定儀（山東省紡織科學研究院生產(chǎn)）進行測試。將各混紡比織物裁剪成尺寸為150mm×58mm的試樣，經(jīng)緯向各15塊。放置在20±2℃，相對濕度65±3%的環(huán)境下平衡24h后，取出放入密封容器內(nèi)待測。
　　1.2.2垂直法
　　參照《GB/T5454-2014紡織品燃燒性能試驗垂直法》（條件A），使用LFY-601垂直法織物阻燃性能測試儀（山東省紡織科學研究院生產(chǎn)）。將各混紡比織物裁剪成尺寸為300mm×80mm的試樣，經(jīng)緯向各5塊。放置在20±2℃，相對濕度65±3%的環(huán)境下平衡24h后，取出放入密封容器內(nèi)待測。重錘質(zhì)量為226.8g
　　2實驗結(jié)果與分析
　　由于實驗過程中不同混紡比織物的經(jīng)、緯向燃燒情況基本相同，因此只做經(jīng)向?qū)嶒灲Y(jié)果比對。
　　2.1極限氧指數(shù)
　　阻燃粘膠纖維與海藻酸鈣纖維混紡織物的極限氧指數(shù)測試結(jié)果見圖1、表2。

　　從圖1可以看出，隨著海藻酸鈣纖維含量的增加混紡織物的極限氧指數(shù)呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，這表明要提高混紡織物的阻燃性能需要增加海藻酸鈣纖維的含量。由于目前沒有國家標準明確規(guī)定易燃、可燃、難燃、不燃紡織品的極限氧指數(shù)范圍，因此通常情況下將紡織品分為易燃(LOI<20%)、可燃(LOI=20%～26%)、難燃(LOI=26%～34%)和不燃(LOI>35%)四個等級。從表2可以看出，不同混紡比織物的極限氧指數(shù)全部都在27%以上，全部屬于難燃織物；A為阻燃粘膠纖維純紡織物，說明阻燃粘膠纖維純紡織物的極限氧指數(shù)為28.3%，F(xiàn)為海藻酸鈣纖維純紡織物，說明海藻酸鈣纖維純紡織物的極限氧指數(shù)為32.7%。同時，D、E的極限氧指數(shù)較大，且比較接近，都在30%以上，說明D、E阻燃性能相比其他混紡樣品更好，D為阻燃粘膠纖維/海藻酸鈣纖維（40/60）的混紡織物,E為阻燃粘膠纖維/海藻酸鈣纖維（20/80）的混紡織物，從節(jié)約成本并保證織物阻燃性能的角度考慮，D的混紡比最優(yōu)。
　　2.2垂直法
　　阻燃粘膠纖維與海藻酸鈣纖維混紡織物垂直法測試結(jié)果見表3。

　　從表3可以看出，混紡織物的損毀長度都小于150mm，續(xù)燃時間、陰燃時間全部小于5s，混紡織物的阻燃性能都達到了《GB/T17591-2006阻燃織物》中阻燃防護用織物的要求，但隨著海藻酸鈣纖維含量的增大，混紡織物的損毀長度、燒焦面積都逐漸減小。這表明雖然這6種織物都具有良好的阻燃性能，但隨著海藻酸鈣纖維含量的增大，混紡織物的阻燃性能逐漸變好。其中F的阻燃性能最好，A的阻燃性能最差，這表明阻燃粘膠纖維的阻燃性能比海藻酸鈣纖維的阻燃性能差。從表3還可看出，混紡織物中E的損毀長度最小，D的損毀長度與E基本相同，且二者的續(xù)燃時間、陰燃時間都為0，燃燒現(xiàn)象基本相同，說明D、E的阻燃性能十分接近，且都要優(yōu)于其余混紡織物，但D相對E成本較低，表明D阻燃粘膠纖維/海藻酸鈣纖維（40/60）的混紡比最優(yōu)。
　　3結(jié)論
　　1）純阻燃粘膠纖維織物的極限氧指數(shù)為28.3%，純海藻酸鈣纖維織物的極限氧指數(shù)為32.7%，二者都為難燃紡織品。純紡海藻酸鈣纖維織物的阻燃性能最好，海藻酸鈣纖維的阻燃性能要優(yōu)于阻燃粘膠纖維。阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，混紡織物的極限氧指數(shù)為30.8%。
　　2）垂直法燃燒試驗表明：隨著海藻酸鈣纖維含量的增加，混紡織物的損毀長度變小，阻燃性能變好。當阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，混紡織物的損毀長度、續(xù)燃時間、陰燃時間較好。
　　3）當阻燃粘膠纖維和海藻酸鈣纖維的混紡比為40/60時，混紡織物的極限氧指數(shù)較高，阻燃性能較好，同時降低了成本，為開發(fā)阻燃性能優(yōu)異、服用性能更好、成本低廉的混紡阻燃織物提供一定的參考。