阻燃纖維素纖維開題綜述

《阻燃纖維素纖維開題綜述》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、1文獻(xiàn)綜述1.1前言隨著社會(huì)的進(jìn)步及紡織新材料、新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，紡織品種類不斷增多，其應(yīng)用范圍從人們的日常生活擴(kuò)展到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事、衛(wèi)生、防護(hù)等諸多領(lǐng)域。與此同時(shí)，由于大部分紡織品不具備阻燃性能而內(nèi)含著潛在火災(zāi)威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大部分的火災(zāi)事故的最初著火物主要是紡織品。所以，除了應(yīng)完善消防設(shè)施和火災(zāi)報(bào)警設(shè)施外，對(duì)紡織品的阻燃要求也越來越高，采用具有阻燃功能的紡織品已成為減少火災(zāi)傷亡的重要措施。一些發(fā)達(dá)國(guó)家早已對(duì)紡織品的阻燃性能制定了較系統(tǒng)的法規(guī)，我國(guó)也相繼推出了不少阻燃規(guī)定和防火規(guī)范，如2008年7月1日，我國(guó)強(qiáng)制性阻燃標(biāo)GB20286—2

2、006《公共場(chǎng)所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識(shí)》實(shí)施，這也標(biāo)志著我國(guó)阻燃纖維及其紡織品的發(fā)展進(jìn)入了新的階段。1.2Lyocell纖維的性能及應(yīng)用Lyocell纖維具有纖維素纖維的特性，手感好、吸濕透氣性好，具有絲綢的懸垂性，觸感可由棉變到毛、真絲以及各種感覺。其強(qiáng)度、模量高，其具有較高的斷裂強(qiáng)力，尤其是濕強(qiáng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于粘膠纖維；干態(tài)或濕態(tài)時(shí)模量都較高。Lyocell纖維在濕態(tài)時(shí)具有較高的徑向膨脹，使其具有明顯的原纖化現(xiàn)象，通過酶處理能改變織物表面的性能，達(dá)到如桃皮絨的效果。Lyocell纖維尺寸穩(wěn)定性好，無論干態(tài)或濕態(tài)，延伸性都較低，縱向無膨脹或收縮，

3、耐抗?jié)衽蛎浧屏眩士上葱院?。此外Lyocell纖維易染色；高溫時(shí)不熔化，且更耐久；可以被氧化和炭化；有氧無氧條件下都易生物降解[1-4]。Lyocell纖維集天然纖維與合成纖維的優(yōu)異性能于一身，能開發(fā)出多種新穎獨(dú)特的產(chǎn)品，在服用、裝飾及產(chǎn)業(yè)用三大領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。可用于制造針織物、機(jī)織物和非織造織物，可加工成服裝、家內(nèi)裝飾織物及工業(yè)用布等[5-8]。1.3Lyocell纖維的功能化Lyocell纖維的功能化是其未來發(fā)展應(yīng)用的重要方向，目前Lyocell纖維功能化產(chǎn)品主要有：1）抗菌Lyocell纖維[9]14：通過添加羥甲基甲殼酯、聚乙烯亞胺、聚氨基

4、葡萄糖等共混紡絲。2）酸性染料可染Lyocell纖維：聚乙烯亞胺共混紡絲。3）超親水性Lyocell纖維：添加淀粉、雜多糖酶(黃原酸酯膠)、刺槐豆膠共混紡絲。4）導(dǎo)電Lyocell纖維[10]：添加碳黑或碳納米管。5）其它功能Lyocell纖維：中空纖維、陶瓷中空纖維。但是，有關(guān)阻燃Lyocell纖維的研究卻少有人問津，而Lyocell纖維的易燃性卻無時(shí)不在限制著它的進(jìn)一步發(fā)展[11]，成為籠罩在其發(fā)展道路上的一層陰影。因此，開發(fā)阻燃Lyocell纖維功能性產(chǎn)品同其它功能性纖維素纖維一樣，成為纖維素工業(yè)中的開發(fā)方向。1.4纖維素纖維的燃燒和阻燃機(jī)理、阻

5、燃改性方法及阻燃劑的種類1.4.1纖維素纖維的燃燒機(jī)理在一般情況下，物質(zhì)產(chǎn)生燃燒的必要條件是：可燃物、空氣和熱源，三者缺一不可。因此，可燃物、空氣和熱為燃燒的三要素。當(dāng)然，如果可燃物本身具有發(fā)熱性，即使不受熱也可產(chǎn)生燃燒；若可燃物本身具有多氧結(jié)構(gòu)，則即使在沒有空氣的情況下也可產(chǎn)生燃燒或爆炸[12]。纖維素纖維為碳水化合物，因此其受熱后不熔融，遇火焰后燃燒較快[13]。圖1為纖維素纖維分解燃燒模型圖。圖1纖維素纖維分解燃燒模型圖一般認(rèn)為，纖維的燃燒經(jīng)歷了如下三個(gè)階段：第一階段為熱引發(fā)階段。來自外部熱源(或火源)的熱量首先導(dǎo)致纖維材料發(fā)生相態(tài)變化和化學(xué)變化

6、。14第二階段為纖維熱降解過程。這一過程為吸熱反應(yīng)，當(dāng)外部熱量足以克服纖維分子內(nèi)原子間鍵合能時(shí)，纖維材料開始降解或熱解。第三個(gè)階段是引燃階段。熱降解階段產(chǎn)生的可燃性氣體與氧氣充分混合，當(dāng)達(dá)到著火極限或受外界因素的影響，如火焰、火花、熾熱余燼刺激或足以使可燃性氣體自燃的環(huán)境溫度，都能誘發(fā)纖維材料的燃燒。纖維素受熱產(chǎn)生熱分解，并伴有纖維素的氧化降解。纖維素纖維的熱解溫度為280-350℃，自燃溫度400℃，最高燃燒溫度850℃，其氧指數(shù)為19.7%。纖維素纖維在接觸火焰時(shí)，不收縮，不熔融而直接燃燒，煙氣毒性較低，離開火源后仍能夠繼續(xù)燃燒，速度快且無余輝。C

7、erny和Stanek[14]認(rèn)為纖維素在550K以上的高溫分解至少包含四種不同的過程：1.分子間的反應(yīng)，產(chǎn)生了通過交聯(lián)的脫水作用；2.在脫水作用的同時(shí)，發(fā)生包括C-O鍵斷裂的非拉鏈反應(yīng)，其中解聚作用是通過纖維素分子傳播，并由于某些葡萄糖單元的重排而形成左旋葡萄糖；3.脫水產(chǎn)物分解生成焦炭與揮發(fā)性的有機(jī)化合物；4.左旋葡萄糖可以進(jìn)一步反應(yīng)生成分子量較小的揮發(fā)性熱解產(chǎn)物，如CO為其主要產(chǎn)物。一般認(rèn)為，纖維素纖維的裂解是通過二個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)發(fā)生的，一個(gè)脫水炭化，另一個(gè)通過解聚生成不揮發(fā)的液體左旋葡萄糖。接著左旋葡萄糖裂解，產(chǎn)生大量易燃的低分子量物質(zhì)，并形成二次

8、焦炭。在氧的存在下，當(dāng)溫度達(dá)到或超過燃燒溫度，左旋葡萄糖裂解產(chǎn)物發(fā)生氧化，燃燒放出大量熱量，這