阻燃粘膠纖維的發(fā)展現(xiàn)狀研究

黃春悅，邢明杰

(青島大學，山東 青島 266071)

1 引言

粘膠纖維屬于纖維素纖維，原料豐富且生物相容性好，可生物降解，對環(huán)境友好，是織造紡織品的良好原料。粘膠纖維的吸濕性符合人體皮膚的生理要求，具有光滑涼爽、透氣、抗靜電、防紫外線、色彩絢麗、染色牢度較好、力學性能優(yōu)異等特點，被廣泛運用于各類內(nèi)衣、紡織、服裝、非織造等領(lǐng)域。

粘膠纖維極限氧指數(shù)較低、易燃[1]，使其應(yīng)用受到一定限制。近年來，隨著粘膠纖維生產(chǎn)技術(shù)的日趨完善和成熟，人們對粘膠纖維的改性研究也愈加深入，其中阻燃粘膠纖維是改性粘膠纖維中的重要品種。阻燃粘膠纖維不僅保留了粘膠纖維良好的服用性能和染色性能，還具有較好的阻燃性能，提高了粘膠纖維紡織品的安全性，具有廣闊的發(fā)展空間和市場前景。

2 阻燃粘膠纖維的制備方法

粘膠纖維燃燒的本質(zhì)是纖維素的裂解。阻燃粘膠纖維的阻燃機理一般可分為以下幾個方面：隔絕燃燒所需氧氣、阻隔可燃氣體的擴散、阻燃劑受熱分解生成阻燃氣體阻止燃燒的進一步發(fā)生、阻燃劑捕捉并切斷燃燒生成的自由基、阻燃劑吸收燃燒過程中產(chǎn)生的熱量并釋放出水等。

阻燃粘膠纖維的制備方法大致可以分為以下三類：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

共混法是在粘膠纖維紡絲原液中混入添加型阻燃劑，紡絲制成具有阻燃性的粘膠纖維，其阻燃劑嵌在纖維中。目前，使用較多的添加型阻燃劑一般為磷系和鹵素類。添加型阻燃劑要求在紡絲原液中分散均勻，穩(wěn)定性好。目前該技術(shù)較為成熟且操作簡單，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。但也存在一些問題，如磷系或鹵素系添加劑會對環(huán)境造成一定污染；阻燃劑與纖維素大分子的相容性差，隨著洗滌次數(shù)的增加，阻燃劑的含量下降較快，因此織物中阻燃劑的耐久性差，為了解決這個問題可以采用使用對粘膠纖維具有較強吸附力的阻燃劑、對粘膠纖維表面進行改性處理或加入偶聯(lián)劑等方法[2]。

2.2 接枝共聚法

接枝共聚法通常是將大分子纖維素與乙烯基單體共聚，然后再用阻燃劑處理。阻燃劑與纖維大分子鏈發(fā)生化學反應(yīng)，讓具有阻燃作用的反應(yīng)基團緊密結(jié)合在纖維素大分子上。此方法可分為直接接枝共聚和間接接枝共聚兩種。前者是阻燃劑上有可以與纖維素反應(yīng)的官能團，官能團與纖維素發(fā)生化學反應(yīng)使粘膠纖維具有永久的阻燃效果[3]。后者是阻燃劑上沒有直接與纖維素發(fā)生反應(yīng)的基團，而是通過中間物質(zhì)使阻燃劑與纖維素有效結(jié)合起來。

2.3 后整理法

后整理法是指將初生的粘膠纖維浸入阻燃劑溶液中，再經(jīng)過干燥、熱定型等形成具有阻燃效果的粘膠纖維。該方法操作簡單、成本低且對粘膠纖維的破壞較小，阻燃效果明顯[4]。但其阻燃織物耐洗滌性差，隨著洗滌次數(shù)的增加阻燃效果明顯下降，同時阻燃劑的使用使得織物的手感、強度等服用性能下降。

3 阻燃粘膠纖維的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 服用

阻燃粘膠纖維保留了粘膠纖維的優(yōu)良特征，除阻燃性能優(yōu)異外還具有吸濕透氣性好、手感柔軟、抗靜電等特征，被廣泛運用于內(nèi)衣、外衣、運動服、防火服等領(lǐng)域[5]。將其與其他高性能纖維混紡，如具有阻燃性的Nomex、PBI等可獲得吸濕透氣、手感柔軟，阻燃效果優(yōu)異的阻燃防火服[6]。另外，阻燃粘膠纖維也可廣泛運用于嬰幼兒服飾，其安全、舒適、親膚、無毒的特性可以給嬰幼兒帶來更好的保護。

3.2 家用

普通的家用紡織品阻燃性差，易引發(fā)火災(zāi)。隨著人們生活水平的提高，對家用紡織品的要求也逐步提高。將阻燃粘膠纖維應(yīng)用于家用紡織品中，制造地毯、桌布、窗簾、床單等，可有效預防火災(zāi)的發(fā)生，保障人民的生命和財產(chǎn)安全。

3.3 產(chǎn)業(yè)用

阻燃粘膠纖維在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。如在交通運輸方面，汽車在發(fā)生安全事故時容易引起汽車內(nèi)飾起火，威脅生命財產(chǎn)安全。因此，汽車內(nèi)飾既要保證舒適性，也要具備阻燃性。阻燃粘膠纖維汽車內(nèi)飾具有手感好、阻燃效果優(yōu)良等優(yōu)點，廣受消費者的青睞。阻燃粘膠纖維耐熱性強、比表面積大，也是制造過濾材料的優(yōu)良材料[7]。房屋建造中，把阻燃粘膠纖維材料添加到墻體之中，可以隔音、隔熱，增加墻體的耐用性，這種建造方式被廣泛應(yīng)用于電影院、KTV、學校等人員密集的公共場所[8]。

4 結(jié)語

粘膠纖維具有許多優(yōu)良特性，阻燃粘膠纖維解決了粘膠纖維極限氧指數(shù)低、易燃燒的問題，使得粘膠纖維具有更廣闊的市場前景和發(fā)展空間。國內(nèi)阻燃粘膠纖維的研發(fā)和生產(chǎn)與國外還有一定差距[9，10]，同時隨著國內(nèi)環(huán)保政策趨嚴，阻燃粘膠纖維的生產(chǎn)成本不斷提高，導致國內(nèi)許多阻燃粘膠纖維品種依賴進口。因此，為實現(xiàn)阻燃粘膠纖維產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，需從協(xié)調(diào)阻燃效果與粘膠纖維機械性能；阻燃粘膠纖維清潔生產(chǎn)；復合功能阻燃粘膠纖維研發(fā)等方面努力。