在实际的生产应用中,纺织面料的组织结构和纤维种类含量有所差异,对应的阻燃剂种类也不尽相同,所以实际发生的阻燃作用和阻燃机理也不是单一确定的,一种阻燃剂的阻燃机理可能涉及到下述几种阻燃机理的综合作用。
1. 覆盖层阻燃机理
覆盖阻燃是阻燃剂受热燃烧时发生化学变化,在纺织面料表面产生难燃性的物质,形成了一种隔绝覆盖层。
这层覆盖膜可阻断织物与氧气、热源之间的相互作用,且能够阻碍可燃性气体的扩散,从而起到阻燃的作用。无机和有机阻燃剂中均有覆盖阻燃机理的体现,如聚磷酸铵类的阻燃剂就是采用的覆盖阻燃机理。
2. 气相阻燃机理
气相阻燃机理主要有两种理论:一是气体稀释理论。由于阻燃剂受热分解产生了不可燃气体,从而对可燃性气体的浓度进行了稀释,因此使织物燃烧过程中氧气不足,以此达到阻燃的效果。
二是自由基理论。阻燃剂的热裂解产物能够中断燃烧的连锁反应,因为裂解产物在燃烧过程中可大量捕捉高能量的氧自由基和氢自由基,从而发挥阻燃作用。
3. 分解吸热阻燃机理
阻燃剂在受热状态下发生了吸热分解反应如:相变、脱水等。因阻燃剂能吸收一定的热能,减少织物受热,从而降低了织物的热分解和可燃性气体的生成。
4. 脱水碳化阻燃机理
阻燃剂在受热过程中,通过改变纤维热裂解,来促进纤维的脱水、环化和交联等过程,进而形成了炭层。
炭层的形成可以减少可燃性气体的生成,还可以对织物有覆盖隔绝作用,以此种阻燃机理作用的阻燃剂多为含磷类阻燃剂。普遍认为磷酸盐及有机磷酸化合物具有阻燃作用,是由于它与纤维大分子中的羟基发生了酯化反应,阻止了左旋葡萄糖的形成,并且使纤维素进一步脱水,生成了不饱和双键,加快了纤维素分子间的交联反应速度,提高了织物的残炭生成率,达到阻燃的目的。
5、熔滴效应
某些热塑性合成纤维,如聚酰胺、阻燃涤纶,在加热时发生收缩熔融,与空气的接触面积减少,甚至发生熔滴下落而离开火源,使燃烧受到一定的阻碍。纤维素纤维与聚酯纤维的混纺织物,因为纤维素纤维不发生熔融而阻碍聚酯的熔滴作用,使它们的阻燃改性更为困难。
6、尘粒的壁面效应
当自由基与器壁或尘粒表面接触时,可能失去活性。在尘粒或容器壁面可发生下述反应:H•+O2=HO2•
这样,由于在尘粒表面生成大量活性比H•、HO•等低得多的HO2•,从而可以抑制燃烧过程的继续进行。
阻燃面料是可以延缓火焰燃烧的特种织物,不是说与火接触而不燃烧,而是在隔离火源后能够自行熄灭。一般分为两类,一类是经过加工处理后使得面料具有阻燃功能,常见如涤纶、纯棉、涤棉等;而另一类是面料本身具有阻燃作用,如芳纶、腈棉、杜邦凯夫拉、Nomex、澳大利亚PR97等。根据洗涤后的是否具有阻燃功能,又可分为耐洗性、半耐洗性、一次性、永久性阻燃面料。
涤纶阻燃面料,采用新型的ATP阻燃剂整理,具有耐水洗、阻燃效果极佳,手感好、无毒安全等特点。本产品不含卤素,符合生态环保要求,其主要技术指标处于国际水平。涤纶阻燃面料的阻燃指标可达到国家标准B2级以上。耐洗次数达30次以上。
纯棉阻燃面料,采用新型的CP阻燃剂整理,具有耐水吸、阻燃效果好,手感好、无毒安全等特点。本产品符合生态环保要求,其主要技术指标处于国内水平。涤纶阻燃面料的阻燃指标可达到国家标准B2级以上。耐洗次数达20次以上。
Nomex永久性阻燃面料,是由先天阻燃纤维经纺纱、织布、染色而成。该面料具有阻燃、耐磨、耐温、耐洗、防酸碱、防水、防静电、强度大等特点,适用于制做冶金、油田、煤矿、化工、电力、消防行业防护服装的理想面料。