阻燃粘胶纤维的发展现状研究

黄春悦，邢明杰

(青岛大学，山东 青岛 266071)

1 引言

粘胶纤维属于纤维素纤维，原料丰富且生物相容性好，可生物降解，对环境友好，是织造纺织品的良好原料。粘胶纤维的吸湿性符合人体皮肤的生理要求，具有光滑凉爽、透气、抗静电、防紫外线、色彩绚丽、染色牢度较好、力学性能优异等特点，被广泛运用于各类内衣、纺织、服装、非织造等领域。

粘胶纤维极限氧指数较低、易燃[1]，使其应用受到一定限制。近年来，随着粘胶纤维生产技术的日趋完善和成熟，人们对粘胶纤维的改性研究也愈加深入，其中阻燃粘胶纤维是改性粘胶纤维中的重要品种。阻燃粘胶纤维不仅保留了粘胶纤维良好的服用性能和染色性能，还具有较好的阻燃性能，提高了粘胶纤维纺织品的安全性，具有广阔的发展空间和市场前景。

2 阻燃粘胶纤维的制备方法

粘胶纤维燃烧的本质是纤维素的裂解。阻燃粘胶纤维的阻燃机理一般可分为以下几个方面：隔绝燃烧所需氧气、阻隔可燃气体的扩散、阻燃剂受热分解生成阻燃气体阻止燃烧的进一步发生、阻燃剂捕捉并切断燃烧生成的自由基、阻燃剂吸收燃烧过程中产生的热量并释放出水等。

阻燃粘胶纤维的制备方法大致可以分为以下三类：共混阻燃改性法、接枝共聚法和后整理法。

2.1 共混阻燃改性法

共混法是在粘胶纤维纺丝原液中混入添加型阻燃剂，纺丝制成具有阻燃性的粘胶纤维，其阻燃剂嵌在纤维中。目前，使用较多的添加型阻燃剂一般为磷系和卤素类。添加型阻燃剂要求在纺丝原液中分散均匀，稳定性好。目前该技术较为成熟且操作简单，在工业生产中应用广泛。但也存在一些问题，如磷系或卤素系添加剂会对环境造成一定污染；阻燃剂与纤维素大分子的相容性差，随着洗涤次数的增加，阻燃剂的含量下降较快，因此织物中阻燃剂的耐久性差，为了解决这个问题可以采用使用对粘胶纤维具有较强吸附力的阻燃剂、对粘胶纤维表面进行改性处理或加入偶联剂等方法[2]。

2.2 接枝共聚法

接枝共聚法通常是将大分子纤维素与乙烯基单体共聚，然后再用阻燃剂处理。阻燃剂与纤维大分子链发生化学反应，让具有阻燃作用的反应基团紧密结合在纤维素大分子上。此方法可分为直接接枝共聚和间接接枝共聚两种。前者是阻燃剂上有可以与纤维素反应的官能团，官能团与纤维素发生化学反应使粘胶纤维具有永久的阻燃效果[3]。后者是阻燃剂上没有直接与纤维素发生反应的基团，而是通过中间物质使阻燃剂与纤维素有效结合起来。

2.3 后整理法

后整理法是指将初生的粘胶纤维浸入阻燃剂溶液中，再经过干燥、热定型等形成具有阻燃效果的粘胶纤维。该方法操作简单、成本低且对粘胶纤维的破坏较小，阻燃效果明显[4]。但其阻燃织物耐洗涤性差，随着洗涤次数的增加阻燃效果明显下降，同时阻燃剂的使用使得织物的手感、强度等服用性能下降。

3 阻燃粘胶纤维的应用领域

3.1 服用

阻燃粘胶纤维保留了粘胶纤维的优良特征，除阻燃性能优异外还具有吸湿透气性好、手感柔软、抗静电等特征，被广泛运用于内衣、外衣、运动服、防火服等领域[5]。将其与其他高性能纤维混纺，如具有阻燃性的Nomex、PBI等可获得吸湿透气、手感柔软，阻燃效果优异的阻燃防火服[6]。另外，阻燃粘胶纤维也可广泛运用于婴幼儿服饰，其安全、舒适、亲肤、无毒的特性可以给婴幼儿带来更好的保护。

3.2 家用

普通的家用纺织品阻燃性差，易引发火灾。随着人们生活水平的提高，对家用纺织品的要求也逐步提高。将阻燃粘胶纤维应用于家用纺织品中，制造地毯、桌布、窗帘、床单等，可有效预防火灾的发生，保障人民的生命和财产安全。

3.3 产业用

阻燃粘胶纤维在产业用纺织品领域中应用广泛。如在交通运输方面，汽车在发生安全事故时容易引起汽车内饰起火，威胁生命财产安全。因此，汽车内饰既要保证舒适性，也要具备阻燃性。阻燃粘胶纤维汽车内饰具有手感好、阻燃效果优良等优点，广受消费者的青睐。阻燃粘胶纤维耐热性强、比表面积大，也是制造过滤材料的优良材料[7]。房屋建造中，把阻燃粘胶纤维材料添加到墙体之中，可以隔音、隔热，增加墙体的耐用性，这种建造方式被广泛应用于电影院、KTV、学校等人员密集的公共场所[8]。

4 结语

粘胶纤维具有许多优良特性，阻燃粘胶纤维解决了粘胶纤维极限氧指数低、易燃烧的问题，使得粘胶纤维具有更广阔的市场前景和发展空间。国内阻燃粘胶纤维的研发和生产与国外还有一定差距[9，10]，同时随着国内环保政策趋严，阻燃粘胶纤维的生产成本不断提高，导致国内许多阻燃粘胶纤维品种依赖进口。因此，为实现阻燃粘胶纤维产业的可持续发展，需从协调阻燃效果与粘胶纤维机械性能；阻燃粘胶纤维清洁生产；复合功能阻燃粘胶纤维研发等方面努力。