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選擇針織物來考察其阻燃整理的效果,主要研究了漂白、染色以及用於漂染加工的一些化學助劑等不同的印染整理工藝對織物可燃性整理的影響。試驗中采用BS5438燃燒性能垂直測試法測試整理織物的可燃水平,該方法的測試結果非常接近於織物的實際燃燒行為。應用SPSS程序對試驗結果進行了統計分析和評價,準確地描述了化學參數是如何、以何種程度影響針織物燃燒行為的。
據統計,在一般的家庭火災中,首先被點燃的通常是紡織品、木製品和紙張等,占起火原因的63%占燃燒材料的70%。紡織品,是最容易燃燒的,通常首先被點燃的是棉織物(90.6%),其次是家具填充物和床墊(6%)、裝飾織物(1.7%)及其他裝飾紡織品(1.7%)等。
通過采用燃燒性能較差的材料、加jia強qiang對dui原yuan材cai料liao和he製zhi成cheng品pin的de檢jian測ce以yi及ji對dui相xiang關guan法fa律lv和he規gui章zhang製zhi度du的de完wan善shan等deng措cuo施shi,均jun有you助zhu於yu減jian少shao由you於yu紡fang織zhi品pin而er造zao成cheng的de財cai產chan損sun失shi乃nai至zhi傷shang亡wang事shi故gu的de發fa生sheng,但dan由you於yu這zhe些xie方fang案an要yao麼me限xian製zhi了le人ren們men的de選xuan擇ze權quan及ji審shen美mei觀guan,要yao麼me給gei人ren們men造zao成cheng了le沉chen重zhong的de經jing濟ji負fu擔dan,因yin此ci難nan以yi為wei廣guang大da群qun眾zhong所suo接jie受shou。
這zhe樣yang看kan來lai,明ming確que纖xian維wei及ji織zhi物wu結jie構gou是shi如ru何he影ying響xiang產chan品pin最zui終zhong燃ran燒shao性xing能neng,以yi此ci來lai指zhi導dao生sheng產chan便bian顯xian得de十shi分fen重zhong要yao。通tong過guo對dui加jia工gong過guo程cheng的de控kong製zhi,我wo們men就jiu有you可ke能neng生sheng產chan出chu具ju有you適shi宜yi物wu理li及ji燃ran燒shao性xing能neng的de最zui終zhong產chan品pin。在zai以yi前qian的de研yan究jiu工gong作zuo中zhong,我wo們men曾zeng試shi圖tu準zhun確que地di描miao述shu針zhen織zhi物wu性xing能neng對dui其qi阻zu燃ran性xing的de影ying響xiang。通tong過guo研yan究jiu,我wo們men分fen析xi了le針zhen織zhi物wu印yin染ran整zheng理li工gong藝yi對dui其qi阻zu燃ran性xing能neng的de影ying響xiang,以yi揭jie示shi加jia工gong過guo程cheng中zhong的de物wu理li、化學參數對產品阻燃性的作用。
織物的可燃性決定於各種各樣的因素,例如纖維的成分、織物的結構、氧的濃度以及環境條件(濕度、溫度和氣流速度等),但織物上的整理劑對其燃燒性能的影響也不容忽視。這些整理劑能夠通過催化織物產生可燃性物質、ganraozuranjixitonghuozhejianjiediyuzhiwushangcanyuransezhujijiyinhuazhanhejifashengxianghuzuoyongdengfangshilaiyingxiangzhiwuderanshaoxingwei。zhongsuozhouzhi,zaixitangguochengzhongchenjiyuzhiwushangdeyingshuiwuzhi,youqishiduiyuyiwulinxidijixididechanpin,nenggoutigaomouxiecailiaodekeranxingbingfangaizuranjifashengzuoyong。jiuzhiwudeyinranzhengligongyieryan,zaoqiyanjiubiaoming:酸性、還原及直接染料和酸性熒光增白劑均可提高織物的LOI值;而另一方麵,活性染料對織物LOI值的影響強弱卻取決於應用方式。因此,我們就有可能通過在染色處方中引入含氮、硫及鹵素的基團或引入諸如銅、鈷等金屬離子來提高織物的LOI值,這些物質還有助於防止由於織物熱分解而產生可燃、易爆氣體。研究顯示:分散染料,尤其是含氮分散染料可能對滌綸織物的可燃性具有非常明顯的抑製作用。另外,漂白、淨洗及柔軟等洗滌助劑一般是可燃性的,若洗滌後織物上仍殘留有這些化學品,則織物的可燃性會被增強。
在(zai)這(zhe)種(zhong)背(bei)景(jing)下(xia),那(na)種(zhong)認(ren)為(wei)服(fu)裝(zhuang)麵(mian)料(liao)的(de)潛(qian)在(zai)可(ke)燃(ran)性(xing)極(ji)大(da)地(di)取(qu)決(jue)於(yu)印(yin)染(ran)工(gong)藝(yi)的(de)觀(guan)念(nian)是(shi)合(he)理(li)的(de)。早(zao)期(qi)的(de)相(xiang)關(guan)研(yan)究(jiu)均(jun)取(qu)材(cai)於(yu)一(yi)種(zhong)整(zheng)理(li)基(ji)布(bu),並(bing)考(kao)察(cha)它(ta)對(dui)材(cai)料(liao)可(ke)燃(ran)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)。本(ben)研(yan)究(jiu)中(zhong),我(wo)們(men)采(cai)用(yong)了(le)經(jing)過(guo)仔(zai)細(xi)選(xuan)擇(ze)的(de)針(zhen)織(zhi)物(wu);zaiqianqideyanjiuzhong,womenzengjiuzhexiezhenzhiwudewulicanshuduiqizuranxingdeyingxiangjinxingleyanjiu,yicedinggezhongyinrangongyijiyinranzhujiduizhiwuranshaotexingdeyingxiangchengdu。zheyang,womenbianyoukenengjiusuoyoukenengdeyinranjiagongduimouyizhongzhiwuranshaotexingdeyingxiangzuochupinggu。
試驗
所有織物為未經染整加工的原坯布。經煮練後,這些織物隨之用不同的印染加工工藝處理,處理後的織物經冷水漂洗並自然晾幹。
化學藥品及試驗方法
漂白。純棉19.4tex單麵針織物以0.2%、0.4%和0.6%的雙氧水(Merc,50%)用量進行漂白。
熒光增白。我們選擇了兩種熒光增白劑Unitex2BT(Setas化學公司)和陰離子、反應型的TechowhiteNABFlüssig(ToranKimyaCo.,TextilColorAG)來研究熒光增白劑對針織物阻燃性能的影響。這兩種熒光增白劑均為芪結構衍生物,在漂白-增白浴中的使用量分別為0.05、0.1%和0.2%。當增白劑濃度變化時,雙氧水的濃度則固定為0.4%。
活性染料染色:采用非常適用於棉及粘膠纖維的RemazolNavyRGBgran150%活性染料(DystarCo.,BASF)分別以0.5%、1%、2%的濃度對棉和粘膠織物進行染色。
分散染料染色。以分散染料DispersolNavyC-VSE(DystarCo.,BASF)對滌綸單麵針織物進行染色,染料濃度分別取0.5%、1%和2%。
柔軟整理。柔軟整理可使織物柔軟,賦予織物滑爽的手感,並可改善織物的可縫紉性。在生產中,常用的柔軟劑為陰離子、季銨鹽及非季銨鹽陽離子、非離子和中性柔軟劑。本研究采用了陽離子型KF94、非離子型WF95(Setas化學公司)、微乳型SoftyconMES有機矽(ToranKimyaCo.,TextilColorAG)、陽離子型HagesoftKD、非離子型HagesoftNT(LefateksChemicalCo.,THORGmbH)以及兩性型SoftyconPWSK(ToranKimyaCo.,TextilColorAG)等柔軟劑以五個不同的濃度水平(矽柔軟劑:1%、1.5%、2%、2.5%和3%;其他柔軟劑:1%、2%、3%、4%和5%)應用於棉織物漂白浴。
消泡劑。在漂白浴(0.4%H2O2)中分別加入五種不同濃度(0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L和0.5g/L)的弱兩性型TCEntshaeumerTSR-K消泡劑(Toran Kimya Co.,Textil ColorAG),以研究消泡劑對織物阻燃性的影響。
抗起球劑。選用了ToracallASW-1酸性纖維素酶(ToranKimyaCo.,TextilColorAG)來研究酶的應用對織物可燃性的影響。抗起球劑使用的濃度水平為:0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%。
織物所經曆的所有整理加工均采用Ahiba實驗染色機,以1:20的生產浴比進行。織物印染整理處方及其後處理工藝見表2。每個試樣的可燃性均進行四次平行測試,共進行了297次測試以評價其整理效果。
由於垂直燃燒測試法更加接近於人們穿著服裝的實際情況,故我們采用了BS5438燃燒性能垂直測試法測試整理織物的可燃性。測試前,將試樣在溫度20℃±2℃和相對濕度65%±2%條件下平衡24h。試驗測試了所有試樣的點燃時間和火焰擴散60cm所需的時間,測試火焰擴散速度(R,mm/s)的同時還測試了碳化長度及燃燒時間。
我們對試驗結果進行了方差分析,以揭示整理工藝的重要意義;以回歸分析研究了整理工藝與整理織物可燃性間的相關性。工藝變量(如漂白、染色等)的重要性隨著不同的顯著性水平(如0.05、0.01)而發生變化。
試驗結果
漂白。由多元回歸分析(火焰傳播速度F=25.8,R2=79.9%,sig.<<0.01)得de知zhi,漂piao白bai工gong藝yi明ming顯xian影ying響xiang了le織zhi物wu的de燃ran燒shao特te性xing。隨sui過guo氧yang化hua物wu成cheng分fen的de增zeng加jia,織zhi物wu的de火huo焰yan傳chuan播bo速su度du明ming顯xian加jia快kuai。這zhe可ke能neng是shi由you於yu織zhi物wu上shang的de汙wu物wu和he無wu機ji鹽yan被bei去qu除chu且qie漂piao後hou的de棉mian織zhi物wu中zhong含han有you一yi些xie可ke燃ran性xing物wu質zhi的de緣yuan故gu。當dang雙shuang氧yang水shui用yong量liang為wei0.4%和0.6%時,織物具有最大的燃燒速率。
由多元回歸分析的結果(R2=96%,sig.<<0.01)還可知:織物的點燃時間同樣明顯地受到漂白工藝的影響。當雙氧水用量為0.2%時,織物的點燃時間縮短1.5s。
熒光增白。方差分析及回歸分析(對Uvitex:R2=21%,sig.=0.074;對Techowhite:R2=0.3%,sig.=0.876,結果表明:在zai熒ying光guang增zeng白bai劑ji試shi驗yan用yong量liang範fan圍wei內nei,其qi用yong量liang對dui針zhen織zhi物wu的de火huo焰yan傳chuan播bo速su度du及ji點dian燃ran時shi間jian沒mei有you明ming顯xian的de影ying響xiang。我wo們men認ren為wei,這zhe可ke能neng是shi受shou到dao了le漂piao白bai浴yu中zhong雙shuang氧yang水shui的de影ying響xiang。
活性染料染色多元回歸分析(對棉織物:R2=96.6%,sig.<<0.01;對粘膠織物:R2=0.37%,sig.=0.781)表明:織物的火焰傳播速度極大地受到染料濃度的影響。染料濃度的提高促使火焰在棉織物上的傳播速度加快;然而對於粘膠織物來說,這一現象則不甚明顯。
我(wo)們(men)認(ren)為(wei)活(huo)性(xing)染(ran)料(liao)對(dui)棉(mian)織(zhi)物(wu)可(ke)燃(ran)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)可(ke)能(neng)是(shi)由(you)於(yu)染(ran)色(se)加(jia)工(gong)去(qu)除(chu)了(le)一(yi)部(bu)分(fen)化(hua)學(xue)助(zhu)劑(ji)的(de)緣(yuan)故(gu),而(er)不(bu)是(shi)由(you)於(yu)精(jing)練(lian)。應(ying)該(gai)在(zai)浴(yu)液(ye)中(zhong)提(ti)高(gao)燒(shao)堿(jian)濃(nong)度(du)以(yi)增(zeng)加(jia)顏(yan)色(se)深(shen)度(du)。
分散染料染色。研究結果表明,在我們所選用的分散染料濃度下,滌綸織物的點燃時間不受染料濃度的影響。所有試樣均可在2s之內點燃,與未經染色的滌綸織物沒有區別。然而,火焰在織物上的傳播速度卻隨染料用量的增加而明顯提高(R2=79.1%,F=24.59),染料濃度與針織物可燃性關係即得出。有趣的是,染料用量為1.5%和2%的試樣具有相同的火焰傳播速度。這一現象證實了前人的研究結果。
柔軟整理。研究發現,在我們所選用的濃度範圍內,柔軟劑對織物的點燃時間沒有影響;但dan多duo元yuan回hui歸gui分fen析xi結jie果guo表biao明ming,柔rou軟ruan劑ji對dui火huo焰yan在zai織zhi物wu上shang的de傳chuan播bo速su度du影ying響xiang顯xian著zhu。當dang使shi用yong弱ruo陽yang離li子zi微wei乳ru型xing有you機ji矽gui柔rou軟ruan劑ji和he非fei離li子zi柔rou軟ruan劑ji時shi,織zhi物wu具ju有you最zui快kuai的de火huo焰yan傳chuan播bo速su度du;而非離子有機矽類柔軟劑則可賦予織物最低的火焰傳播速度。
所有的柔軟劑均會導致織物的火焰傳播速度急劇地提高,織物的燃燒速率由18mm/s~20mm/s提高到35mm/s~42mm/s。這是由於柔軟劑本身含有脂肪酸縮合物或脂肪酸衍生物而使其成為一種易燃材料。
xiaopaojideyingxiang。renhenenggougaibianmouyiwutixitongbiaomianxingnengershiqibuyichanshengpaomodehuaxuepinjunkebeichengweixiaopaoji,zhexiehuaxuepinchangbeiyongyufangzhipindeyinranjiagongyujiyinhuasejiangzhong。duihuoyanchuanbosulvdehuiguifenxi(R2=79.2%,F=40)表明,消泡劑的使用對織物的可燃性影響顯著;而無論消泡劑的濃度高低,織物的點燃時間均為3s。隨著消泡劑用量的增加,織物燃燒速率明顯地增大;而且,不論消泡劑用量的多少,織物的燃燒速率都是較高的(R>30mm/s)。消泡劑在這方麵的實際效果取決於其中可燃的脂肪酸酯、脂肪酸鹽和高分子量的碳氫化合物。
抗起球劑的影響。織物的燃燒性能測試及統計分析結果(R2=74.9%,F=31.41)均表明:隨抗起球劑用量的提高,織物的燃燒速率也明顯增加。當其用量超過1%時,抗起球劑使織物的燃燒速率達到35mm/s。另一方麵,織物的點燃時間並不隨抗起球劑用量的變化而改變。
結論
在本研究中,我們研究了印染工藝對針織物阻燃性能的影響。主要報道了印染工藝(雙氧水漂白、熒光增白處理、活性染料及分散染料染色等)和常用於針織物染整的印染助劑(柔軟劑、消泡劑、抗起球整理劑等)對針織物阻燃性能的影響。試驗采用了燃燒性能垂直測試法測試了297個印染整理試樣的可燃水平;並應用了SPSS程序對試驗結果進行了方差及多元回歸分析和評價。
由(you)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)可(ke)看(kan)出(chu),針(zhen)織(zhi)物(wu)的(de)印(yin)染(ran)整(zheng)理(li)工(gong)藝(yi)能(neng)夠(gou)明(ming)顯(xian)地(di)影(ying)響(xiang)其(qi)可(ke)燃(ran)性(xing),尤(you)其(qi)是(shi)其(qi)燃(ran)燒(shao)速(su)度(du)。隨(sui)著(zhe)雙(shuang)氧(yang)水(shui)用(yong)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),織(zhi)物(wu)的(de)燃(ran)燒(shao)速(su)度(du)可(ke)從(cong)12mm/s提高至20mm/s~22mm/s。然而,與以前的研究結果―――“當熒光增白劑的用量較高時,織物LOI值也較高”不同的是:本ben研yan究jiu發fa現xian,熒ying光guang增zeng白bai劑ji濃nong度du的de變bian化hua不bu會hui明ming顯xian地di影ying響xiang漂piao白bai針zhen織zhi物wu的de燃ran燒shao特te性xing。活huo性xing染ran料liao可ke明ming顯xian地di促cu使shi火huo焰yan在zai棉mian織zhi物wu上shang傳chuan播bo速su度du的de加jia快kuai。我wo們men認ren為wei,織zhi物wu這zhe種zhong燃ran燒shao行xing為wei的de變bian化hua並bing不bu依yi賴lai於yu活huo性xing染ran料liao的de濃nong度du,而er是shi取qu決jue於yu染ran浴yu中zhong燒shao堿jian濃nong度du的de提ti高gao。經jing分fen散san染ran料liao染ran色se後hou的de滌di綸lun針zhen織zhi物wu,其qi燃ran燒shao速su度du提ti高gao100%,由5.5mm/s提高到10mm/s。這說明,分散染料對滌綸織物的可燃性具有非常重要的影響。
有機矽和柔軟劑均可提高漂白織物的燃燒速度50%。與柔軟劑相似,消泡劑也可提高漂白織物的燃燒速度60%~70%。將抗起球劑應用於純棉針織物時,即便是較小的濃度也會導致織物的可燃性提高50%~70%,這可能是由抗起球劑對纖維的損傷而引起。由柔軟劑、有機矽、消泡劑及抗起球整理劑而導致的織物燃燒速率明顯提高,提醒我們應盡量少應用這些助劑,或盡量采用那些燃燒性較低的材料。
由本研究所得出的另外一個重要結論是:在較低的整理劑濃度範圍內,織物的著火時間便可下降1s~2s;隨後無論整理劑濃度如何,這一數值卻不再變化。可見,較低的整理劑用量就會導致織物阻燃性明顯地降低;整理劑濃度較高時,其對織物著火時間的影響反而較小。
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