國際阻燃滌綸的技術(shù)發(fā)展
滌綸具有斷裂強度、彈性模量高,回彈性適中,抗皺性優(yōu)異,耐熱和耐光性好,織物具有洗可穿性等諸多優(yōu)點,其紡織品應(yīng)用廣泛。 石油工業(yè)的發(fā)展為聚酯的生產(chǎn)提供了質(zhì)優(yōu)價廉的原料,早在 1972 年聚酯纖維就一躍成為世界上產(chǎn)量最大的合成纖維品種,其年產(chǎn)量占世界合成纖維總產(chǎn)量的比例越來越大,早已成為世界產(chǎn)量最大,應(yīng)用最廣泛的合成纖維品種,目前滌綸占世界合成纖維產(chǎn)量的 60% 以上。 大量用于衣料、床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物等紡織品以及其他工業(yè)用纖維制品,如過濾材料、絕緣材料、輪胎簾子線、傳送帶等。 滌綸和其它熱塑性合成纖維材料一樣,受熱熔融、分解、燃燒,并且具有熔融滴落的現(xiàn)象,滌綸纖維的極限氧指數(shù)僅為 21左右,達不到阻燃標準要求。自上世紀70年代初開始,隨著滌綸的大量生產(chǎn)和應(yīng)用,人們開始注意研究和開發(fā)阻燃滌綸品種。例如,美國杜邦公司,日本東洋公司,德國赫斯特公司等,先后有阻燃滌綸商品及專利問世。進入80年代后,國外已將阻燃滌綸品種規(guī)模生產(chǎn),但所用技術(shù)及關(guān)鍵助劑——阻燃劑對外嚴格保密,這一時期,公開發(fā)表的研究論文,文獻不多,大量以專利形式報道,美國杜邦、塞拉尼斯、食品機械化學(xué)公司、阿克蘇公司、孟山都公司,日本的商人、東麗、東洋紡、鐘紡、可樂麗、愛克斯綸、三菱人造絲,德國的赫斯特、BASF、拜爾,荷蘭的DMS,意大利Snia等世界著名公司,都先后申請了阻燃專利技術(shù)。世界各國對阻燃聚酯的研究和應(yīng)用開發(fā)非常活躍,專利文獻不斷涌現(xiàn),各種阻燃聚酯的品種也不斷問世,研究開發(fā)了數(shù)以萬計的各種阻燃劑,并且商業(yè)化生產(chǎn)的也有幾十種,如表1所示。 滌綸纖維的阻燃改性方法主要采用共混阻燃改性、共聚阻燃改性以及阻燃后整理的方法,所采用的阻燃劑也以磷系阻燃劑為主。國外已經(jīng)工業(yè)化的阻燃滌綸主要是使用共混及共聚型磷系阻燃劑,如 Forflam 、 Treirva CS 、 Heim 、 GH 和 Extar 等,對滌綸織物的阻燃后整理主要采用六溴環(huán)十二烷、四羥甲基氯化磷 / 脲共聚物以及 Amgard 公司生產(chǎn)的環(huán)狀磷酸酯 Antiblaze P45 等,由于阻燃后整理對聚酯織物的強力、手感以及色澤等都有影響,而且阻燃耐久性也不好,因此僅適用于對阻燃要求并不嚴格的場所。 表 1 國外主要的阻燃滌綸產(chǎn)品 商品名 公司 阻燃 方法 阻燃劑 熔點℃ 密度 g/cm 3 LOI/ % Dacron 900F 杜邦 共聚 溴系 235 1.41 27~28 Irevir a270 郝斯特 共聚 磷系 252 1.38 26 Irevir a CS 郝斯特 共聚 磷系 252 -- 29 Heim 東洋紡 共聚 /共混 磷系 259 1.38 28 GH471 東洋紡 共聚 磷系 256 1.40 30~32 GH478 東洋紡 共聚 磷系 256 1.40 30~32 Unfla 東麗 共混 -- 258 -- 31~32 Exter 帝人 共混 鹵素 246~252 1.37 28 Wistel FR 西尼亞 共聚 溴硫 -- -- 26~27 Nines 可樂麗 共聚 -- -- -- 26~29 目前國際上阻燃 聚酯纖維主要采用環(huán)保友好型磷系阻燃體系反應(yīng)型阻燃劑與乙二醇和對苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿狨ト蚨嘣簿壑苽?,反?yīng)型阻燃劑非常適用于比較大型的聚酯切片及纖維生產(chǎn)企業(yè),在常規(guī)的聚酯生產(chǎn)工藝基本不改變的情況下就可以進行阻燃聚酯的生產(chǎn),并且由于反應(yīng)型阻燃劑阻燃效率高,燃燒過程中沒有有毒性氣體的生成等各種優(yōu)點,磷系反應(yīng)型阻燃劑已經(jīng)成為阻燃滌綸的主流阻燃劑。 反應(yīng)型阻燃劑比添加型阻燃劑具有明顯的優(yōu)點:反應(yīng)型阻燃劑直接結(jié)合到聚酯分子中,阻燃效果均勻,阻燃性持久,在阻燃纖維材料使用過程中阻燃劑不會滲析出纖維,通常加入較低含量( 3%~8%)的阻燃劑就可以使纖維具備良好的阻燃效果。國內(nèi)外聚酯纖維用反應(yīng)型阻燃劑主要有幾種,如表2所示。 表 2 國內(nèi)外聚酯纖維用磷系反應(yīng)型阻燃劑 分子結(jié)構(gòu) 備注 阻燃元素 P在聚酯分子主鏈中 Hoechst-Celanese Trevira CS Solutia R1,R2:脂肪族、芳香族取代物。 Burlington公司 阻燃元素在聚酯側(cè)鏈中 日本東洋紡 目前國際上滌綸用阻燃劑或阻燃滌綸主要以 德國赫斯特、 日本 東洋紡、美國首諾(原孟山都化學(xué)部)等公司生產(chǎn)的共聚型產(chǎn)品為主,這些產(chǎn)品占據(jù)了主要國際市場。共混型阻燃劑或阻燃母粒,在開發(fā)小批量、多品種及特種阻燃纖維等產(chǎn)品時,具有更大的靈活性。以十溴聯(lián)苯醚、三氧化二銻為協(xié)效劑,采用共混法生產(chǎn)阻燃聚酯切片技術(shù)生產(chǎn)阻燃滌綸,曾經(jīng)有一定的市場,但是溴系阻燃劑及三氧化二銻的毒性,十溴聯(lián)苯醚的熱穩(wěn)定性及阻燃效果的持久性等問題決定了此類阻燃劑的命運;青島大學(xué)阻燃纖維研究所開發(fā)的高分子型磷系阻燃劑及阻燃母粒,是一種較理想的共混型阻燃母粒,滌綸中阻燃劑含量在 3.2%時,極限氧指數(shù)即可達30左右,此項成果曾獲國家科技進步二等獎。另外,后整理法也是生產(chǎn)阻燃滌綸、阻燃滌綸織物一種方法,美國Mobil公司的Antiblaze 19T是采用環(huán)狀磷酸酯阻燃劑整理就是比較理想的代表。 相對于溴系阻燃劑,磷系阻燃劑在毒性、發(fā)煙量及環(huán)境影響方面都更加有利,但研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),磷系阻燃劑隨著廢棄阻燃制品流失到環(huán)境中,然后進入海洋生物體內(nèi),最終進入了人類的身體中,其潛在的危害也是存在的。因此,開發(fā)真正無毒的無機阻燃劑將是阻燃業(yè)發(fā)展的方向。另外,多功能、抗熔滴、耐高溫以及納米技術(shù)等也都將是阻燃滌綸研究的重要內(nèi)容。(青島大學(xué)阻燃纖維研究所 夏延致) 轉(zhuǎn)載本網(wǎng)專稿請注明:"本文轉(zhuǎn)自錦橋紡織網(wǎng)" |











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