我國紡織品阻燃的現狀及發展趨勢

白如玉

（遼東學院化工與機械學院，遼寧丹東118001）

1 紡織品的常用阻燃劑及阻燃機理

1.1 紡織品的常用阻燃劑

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，鎂、鋇、鋅、錫、鈦、鐵、鋯和鉬的化合物也有所應用。

1.1.1 按所含阻燃元素分類

（1）含鹵阻燃劑：熱解過程中，分解出捕獲傳遞燃燒自由基的X·及HX，HX稀釋纖維裂解時產生的可燃氣體，或隔斷與空氣的接觸。

（2）含磷阻燃劑：燃燒過程中產生磷酸酐或磷酸，促使紡織品脫水炭化，阻止或減少可燃氣體產生。此外，磷酸酐在熱解時形成類似玻璃狀的熔融物覆蓋在織物上，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。

（3）含氮阻燃劑：氮的化合物能和纖維素作用，促進交鏈成炭，降低織物的分解溫度，產生不燃氣體，起到稀釋可燃氣體的作用。

1.1.2 按阻燃織物的耐久程度分類

（1）非耐久性阻燃整理劑：暫時性阻燃整理劑。大部分為水溶性（或乳液）的無機鹽。處理時先將阻燃劑溶于水，織物經浸漬烘干即可使用；也有二浴浸軋法，第二浴用氨水或純堿，使金屬氧化物沉積在織物上。該法工藝簡單，價格較低，但織物手感較差，洗滌后阻燃效果大幅度下降。

（2）半耐久性阻燃整理劑：其阻燃產品能耐1-10次溫和洗滌，但不耐高溫皂洗。該法有尿素-磷酸法（通常稱Banflam法）、磷酸尿酯法、磷酸銨-羥甲基氰、銨-甲醋混合溶液法。

（3）耐久性阻燃整理劑：采用化學法在纖維內部表面進行聚合或縮合反應，形成不溶于水的聚合物，一般要求耐洗程度30次以上。該法主要有汽巴（CP）法和Proban法。CP法由瑞士汽巴-嘉基公司創造，該工藝容易實施，阻燃效果顯著，缺點是織物強力損失較大，對服飾性能影響較大；Prban法由英國奧布賴-威爾遜有限公司創造，該法整理的織物阻燃效果好，特別是處理后織物手感與強力保持是任何其他整理方法所不可比的，但此法危險性較大，環境污染嚴重，推廣受到限制。

1.1.3 按使用方法和在聚合物中的存在形態分類

按使用方法和在聚合物中的存在形態可分為添加型和反應型。

1.1.4 按化合物類型分類

按化合物類型可分為無機阻燃劑和有機阻燃劑。

1.2 阻燃機理

阻燃劑的作用機理比較復雜，尚未十分明了。一般認為，鹵素化合物遇火受熱發生分解反應，分解出的鹵素離子與高分子化合物反應產生鹵化氫，后者與高分子化合物燃燒過程中大量增殖的活潑羥基游離基（HO·）反應，使其濃度降低，燃燒速度減慢，直到火焰熄滅。鹵素中，溴的阻燃作用比氯大。含磷阻燃劑的作用在于它們燃燒時形成偏磷酸，偏磷酸聚合成非常穩定的多聚態，成為塑料的保護層而將氧隔絕。阻燃劑是通過若干機理發揮其阻燃作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應、不燃氣體的窒息作用等。多數阻燃劑是通過若干機理共同作用達到阻燃目的的。

1.2.1 吸熱作用

任何燃燒在較短的時間內所放出的熱量是有限的，如果能在較短的時間內吸收火源所放出的一部分熱量，那么火焰溫度就會降低，輻射到燃燒表面和作用于已經氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會減少，燃燒反應就會得到一定程度的抑制。在高溫條件下，阻燃劑發生了強烈的吸熱反應，吸收燃燒放出的部分熱量，降低可燃物表面的溫度，有效地抑制可燃性氣體的生成，阻止燃燒的蔓延。Al（OH）3阻燃劑的阻燃機理就是通過提高聚合物的熱容，使其在達到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。這類阻燃劑充分發揮其結合水蒸汽時大量吸熱的特性，提高其自身的阻燃能力。

1.2.2 覆蓋作用

在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩定泡沫覆蓋層，隔絕氧氣，具有隔熱、隔氧、阻止可燃氣體向外逸出的作用，從而達到阻燃目的。如有機磷類阻燃劑受熱時能產生結構更趨穩定的交聯狀固體物質或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解，另一方面能阻止其內部的熱分解產生物進入氣相參與燃燒過程。

1.2.3 抑制鏈反應

根據燃燒的鏈反應理論，維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區，捕捉燃燒反應中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區的火焰密度下降，最終使燃燒反應速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑，它的蒸發溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當聚合物受熱分解時，阻燃劑也同時揮發出來。此時含鹵阻燃劑與熱分解產物同時處于氣相燃燒區，鹵素便能夠捕捉燃燒反應中的自由基，干擾燃燒的鏈反應進行。

1.2.4 不燃氣體窒息作用

阻燃劑受熱時分解出不燃氣體，將可燃物分解出來的可燃氣體的濃度沖淡到燃燒下限以下，同時也對燃燒區內的氧濃度具有稀釋的作用，阻止燃燒的繼續進行，達到阻燃的作用。

2 我國紡織品阻燃現狀及發展趨勢

近年來，我國在紡織品阻燃技術的研究方面取得了較大進展。中國紡織科學研究院先后研制成功了丙綸阻燃母粒、抗燃燒抗靜電復合溶料、安全無毒的毛粘混紡阻燃產品等；上海合成纖維研究所、上海紡織研究院、中國紡織大學和山西煤化所、山西紡織研究院承擔的攻關項目"預氧絲阻燃織物的配制"通過鑒定。一系列性能優良，且長久使用或經多次熨燙、日曬水洗，性能仍然不變的永久性阻燃纖維及其系列織物已開始全面上市，使我國成為世界上少數可以生產永久性阻燃產品的國家。

隨著中國各種法規的逐步健全，阻燃行業前景看好，這表明人民生活水平的提高要求生活在更安全、可靠的環境中，也是和諧社會的一個標志。阻燃行業、阻燃劑生產的更大發展指日可待。