我国纺织品阻燃的现状及发展趋势

白如玉

（辽东学院化工与机械学院，辽宁丹东118001）

1 纺织品的常用阻燃剂及阻燃机理

1.1 纺织品的常用阻燃剂

有阻燃作用的元素在周期表的第三主族、第五主族、第六主族、第七主族上，镁、钡、锌、锡、钛、铁、锆和钼的化合物也有所应用。

1.1.1 按所含阻燃元素分类

（1）含卤阻燃剂：热解过程中，分解出捕获传递燃烧自由基的X·及HX，HX稀释纤维裂解时产生的可燃气体，或隔断与空气的接触。

（2）含磷阻燃剂：燃烧过程中产生磷酸酐或磷酸，促使纺织品脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生。此外，磷酸酐在热解时形成类似玻璃状的熔融物覆盖在织物上，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。

（3）含氮阻燃剂：氮的化合物能和纤维素作用，促进交链成炭，降低织物的分解温度，产生不燃气体，起到稀释可燃气体的作用。

1.1.2 按阻燃织物的耐久程度分类

（1）非耐久性阻燃整理剂：暂时性阻燃整理剂。大部分为水溶性（或乳液）的无机盐。处理时先将阻燃剂溶于水，织物经浸渍烘干即可使用；也有二浴浸轧法，第二浴用氨水或纯碱，使金属氧化物沉积在织物上。该法工艺简单，价格较低，但织物手感较差，洗涤后阻燃效果大幅度下降。

（2）半耐久性阻燃整理剂：其阻燃产品能耐1-10次温和洗涤，但不耐高温皂洗。该法有尿素-磷酸法（通常称Banflam法）、磷酸尿酯法、磷酸铵-羟甲基氰、铵-甲醋混合溶液法。

（3）耐久性阻燃整理剂：采用化学法在纤维内部表面进行聚合或缩合反应，形成不溶于水的聚合物，一般要求耐洗程度30次以上。该法主要有汽巴（CP）法和Proban法。CP法由瑞士汽巴-嘉基公司创造，该工艺容易实施，阻燃效果显著，缺点是织物强力损失较大，对服饰性能影响较大；Prban法由英国奥布赖-威尔逊有限公司创造，该法整理的织物阻燃效果好，特别是处理后织物手感与强力保持是任何其他整理方法所不可比的，但此法危险性较大，环境污染严重，推广受到限制。

1.1.3 按使用方法和在聚合物中的存在形态分类

按使用方法和在聚合物中的存在形态可分为添加型和反应型。

1.1.4 按化合物类型分类

按化合物类型可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。

1.2 阻燃机理

阻燃剂的作用机理比较复杂，尚未十分明了。一般认为，卤素化合物遇火受热发生分解反应，分解出的卤素离子与高分子化合物反应产生卤化氢，后者与高分子化合物燃烧过程中大量增殖的活泼羟基游离基（HO·）反应，使其浓度降低，燃烧速度减慢，直到火焰熄灭。卤素中，溴的阻燃作用比氯大。含磷阻燃剂的作用在于它们燃烧时形成偏磷酸，偏磷酸聚合成非常稳定的多聚态，成为塑料的保护层而将氧隔绝。阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的的。

1.2.1 吸热作用

任何燃烧在较短的时间内所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间内吸收火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。Al（OH）3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。

1.2.2 覆盖作用

在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。如有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。

1.2.3 抑制链反应

根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，干扰燃烧的链反应进行。

1.2.4 不燃气体窒息作用

阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下，同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。

2 我国纺织品阻燃现状及发展趋势

近年来，我国在纺织品阻燃技术的研究方面取得了较大进展。中国纺织科学研究院先后研制成功了丙纶阻燃母粒、抗燃烧抗静电复合溶料、安全无毒的毛粘混纺阻燃产品等；上海合成纤维研究所、上海纺织研究院、中国纺织大学和山西煤化所、山西纺织研究院承担的攻关项目"预氧丝阻燃织物的配制"通过鉴定。一系列性能优良，且长久使用或经多次熨烫、日晒水洗，性能仍然不变的永久性阻燃纤维及其系列织物已开始全面上市，使我国成为世界上少数可以生产永久性阻燃产品的国家。

随着中国各种法规的逐步健全，阻燃行业前景看好，这表明人民生活水平的提高要求生活在更安全、可靠的环境中，也是和谐社会的一个标志。阻燃行业、阻燃剂生产的更大发展指日可待。