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一文简述阻燃纤维的现状与发展趋势

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-07-19   浏览次数:496  分享到: 分享到腾讯微博
        专注阻燃,面向高分子;传播领域科学,熔融学术信息,分享专业知识;拒绝沉闷枯燥和冗长无趣,坚持轻松幽默和原创价值;从火种起源到用火历史,从燃烧机理到技术跨越,从火灾纪实到法制更迭,从院校科研到产业实践...
 
       纺织品是关系到国计民生的重要基础材料,其应用范围涵盖日常生活、工业、农业、医疗防卫、航空航天、交通运输、军事等诸多领域,但随着应用领域的扩大,纤维制品也成为引发各类室内外火灾的主要隐患之一。近年来,由纺织品引燃或助燃给人们的生命和财产安全带来了巨大的损失,已经成为严重的社会问题,国内外也对阻燃性纤维及其纺织品阻燃进行了大量的研究工作。今天,我们一起来简单了解下阻燃纤维及其制品的研究、开发与应用。
 
阻燃纤维的分类
 
阻燃纤维主要包括本质阻燃纤维与改性阻燃纤维。
 
       本质阻燃纤维主要有无机纤维和有机高性能纤维,其中无机纤维包括玄武岩纤维、玻璃纤维、石英纤维、硼纤维、陶瓷纤维等;有机高性能纤维包括芳纶、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、芳砜纶和聚四氟乙烯纤维等。
 
      改性阻燃纤维主要是指通过物理或化学改性后而获得的具有良好阻燃性能的纤维,如阻燃涤纶、锦纶、维纶及纤维素纤维等,其主要制备方法包括共聚切片纺丝法、共混纺丝法、复合纺丝法及涂覆法等。阻燃纤维由于其独特的性能,在民用、军用及产业用等领域具有广阔的应用前景,它不仅可用于汽车、火车、飞机用阻燃纺品,而且还可以用于航天航空阻燃复合材料,宾馆、饭店等公共场所的装饰纺织品,医院、军队、森林救火防护服及家纺产品等。
阻燃纤维发展现状
 
1、阻燃聚酯纤维
 
      阻燃聚酯早在上世纪80 年代就已经工业化,90 年代中期,由塞拉尼斯开发的磷系阻燃单体,成功用于传统纺织品。杜邦、赫斯特、东洋纺等公司以有机、无机阻燃剂及复配阻燃体系,采用共聚、共混法相继实现阻燃聚酯纤维产业化。东丽纤维研究所(中国)有限公司以共聚共混相结合工艺制得了阳离子可染阻燃聚酯纤维。德国巴斯夫公司采用共聚合的方法获得的阻燃聚酯可用于生产纤维。意大利Ital Match Chemicals、荷兰帝斯曼及日本ADEKA 公司均有阻燃聚酯纤维的相关专利报道。近年来我国阻燃聚酯纤维发展迅速,四川大学、青岛大学、北京服装学院及东华大学等科研院所均有阻燃聚酯纤维的研究报道或授权专利。比如江苏盛虹集团、上海石化、仪征石化、上海德福伦的阻燃聚酯长丝或短纤维均实现了规模化生产,并实现了出口创汇,其中上海石化生产的阻燃聚酯工业丝强度达到6.0cN/dtex。但是,目前阻燃聚酯纤维的抗熔滴、抑烟等性能仍有待进一步提高。
2、阻燃聚酰胺纤维
 
        阻燃聚酰胺研究多集中于树脂领域,且以共混阻燃为主,巴斯夫、罗地亚、帝斯曼等公司均有代表性阻燃塑料产品。但阻燃聚酰胺纤维因制备技术难度高,仅有瑞士EMS 公司宣布研发出共聚阻燃聚酰胺纤维,却未有市售产品。我国共聚型阻燃聚酰胺纤维研究主要集中在高校和研究所,尚未实现产业化。东华大学与广东新会美达股份有限公司合作开发出阻燃聚酰胺6纤维,然而长效耐水洗性受限。神马公司的B890UN 牌号以及其他公司的少数阻燃聚酰胺产品通过机械共混的方式加入磷系或其他无卤阻燃剂,其阻燃性能均能达到UL94 V-0 等级。上海安凸塑料添加剂公司也有皮芯型阻燃聚酰胺6纤维的报道。上海凯赛生物科技有限公司开发的生物基聚酰胺56纤维具有本质阻燃性能,极限氧指数大于32,纤维强度≥ 4.5cN/dtex,广泛应用于阻燃服装与装饰领域。
 
3.、阻燃再生纤维素纤维
 
       国外阻燃纤维素纤维及其制品的研究领先于国内,且早已实现产业化。奥地利Lenzing 公司、芬兰Kemira 公司、日本旭化成等公司采用共混法实现了阻燃再生纤维素纤维的产业化,其纤维在防护服、针织物及家用纺织品得到了广泛的应用。国内青岛大学、天津工业大学及恒天海龙股份有限公司采用自主研发的硅系、磷系及磷氮系阻燃剂,制备了性能良好的阻燃粘胶纤维;唐山三友集团化纤有限公司、吉林化纤股份有限公司采用磷系阻燃剂,开发出磷系阻燃粘胶纤维;北京赛欧兰阻燃纤维有限公司,研发出新一代环保型硅- 氮系阻燃粘胶纤维。但目前阻燃粘胶纤维的强度、阻燃耐久性等仍有待进一步提高。
 
4、 阻燃维纶
 
       维纶目前只有我国、日本和朝鲜有工业化生产,但是日本和朝鲜均无阻燃维纶产品。我国的阻燃维纶是由四川大学在80年代与四川维尼纶厂合作研发的,本世纪初原总后军需所开始组织川大和川维研制高强维纶,在此基础上,军需所继续组织四川大学和上海全宇生物科技遂平有限公司自主研发了集酸源、碳源和气源为一体的高效无卤低烟无毒的阻燃剂,并开发出阻燃维纶制备成套工艺技术,成功制得极限氧指数达29,纤维强度≥ 7.5cN/dtex,且可染色的高强阻燃维纶。阻燃维纶与其他阻燃纤维混纺面料,已应用于武警雪豹突击队、猎鹰突击队、武警航空作战大队、武警救援部队、火箭军作战服、解放军维和部队。
 
阻燃纤维发展趋势
 
       随着人类安全意识的不断增加和阻燃法规的不断健全,阻燃纺织品的开发力度将会不断增大,特别是永久性阻燃纺织品将会成为市场的新热点。阻燃改性聚合物纤维的研究可能呈现出如下的发展趋势。
 
1、长效环保型高品质阻燃纤维
 
长效环保高品质阻燃纤维是未来的发展趋势,例如,环保长效阻燃、抗熔滴、抑烟一体化的熔纺纤维,高强环保长效阻燃的湿法纺纤维。阻燃聚合物可加工性、阻燃性、抗熔滴性、抑烟性及力学性能的平衡是未来阻燃纤维研发方向。
 
2、功能复合型阻燃纤维
 
阻燃拒污、阻燃拒水、阻燃抗静电、阻燃抗菌等复合功能纤维是未来的发展趋势。
 
3、绿色环保型阻燃纤维
 
开发高效、无毒、无卤、无烟、无熔滴的阻燃纤维是未来的发展趋势。
 
4、舒适型阻燃纤维
 
就舒适型阻燃纤维而言,应同时具有阻燃性、热湿舒适性、良好的加工性等。
 
5、 高技术型阻燃纤维
 
高技术型阻燃纤维分子结构独特,无须添加阻燃剂或通过改性,本身就具耐高温阻燃的性能,且具有较高的附加值和良好的经济效益,是未来阻燃纤维的发展方向。
 
总结而言,市场对阻燃纤维的需求日益增加,化纤企业既要加大力度开发新型阻燃纤维,又要改进技术与装备,提高现有阻燃纤维的综合品质,满足民用、军用和产业用对高端阻燃纺织品的要求。

美国标准:ASTM E84 建筑材料表面燃烧性能:http://www.ecosafene.com/firetesting/building/427.html

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