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浅析新开发的阻燃粘胶/阻燃腈纶纺织产品

防火面料品的推广和应用受到现有防火面料品防火性、功能性、舒适性和价格成本的制约,本文介绍了新开发的防火粘胶/防火聚丙烯腈纤维布料产品在这一方面取得的成效。

1 市场调研和产品开发定位

1.1 市场对防火面料产品的需求  

防火面料品推广很快,现已广泛应用于高层建筑、宾馆、影院、医院、家庭装饰,以及飞机、轮船、火车、汽车的内部装饰和特种人员的防护。同时,我国也正在制订和实施强制性使用防火布料品的法规、措施。比如,国家标准GB20286--2006《公共场所防火制品及主组件燃烧性能要求及标识》规定,2008年7月1日之后公安部消防局严格要求,凡是使用不符合标准中要求的产品,经消防验收或消防检查不合格的一律不予以通过。  

据专家预测,仅防护工作装一项,我国冶金和消防部门年需防火服40万套,水电、核工业、地矿等部门需要防火服200万套,加上军服等其他需要防火服300万套,是一个较大的市场容量。

1.2  防火面料产品的研究重点 

防火布料品的防火性、功能性、舒适性和价格成本仍是其能否大量应用的关键。我国早期研发的是由一般布料经防火后整理的防火面料品,由于不耐清洗而不具备永久防火性;而后开发的一些防火合成纤维,虽然具有永久防火性,极限氧指数也达到较好水平,但服用性较差,且在火灾发生时易产生熔融滴落物,会对现场人员造成二次损害;采纳Nomex1313纤维制成的布料品具有特别好的防火效果,但价格昂贵,且上色困难,一般用于高要求的非常产品。综上所述,防火面料品的大量应用受现有防火面料品防火性、功能性、舒适性和价格成本的制约。

1.3  防火面料品的开发和研究定位

本公司一个长期合作单位的防火纤维新产品--防火粘胶纤维通过了鉴定。该产品是在完成国家“863”计划研究成果基础上开发的一种具有防火抗熔滴性能的高技术纤维新材料。采纳新一代防火技术??溶胶凝胶技术,使无机高分子防火剂在粘胶纤维有机大分子中以互穿网络状态存在,既保证了纤维优良的物理性能,又实现了遇火低烟、无毒、不熔融滴落而只发生炭化,具有自熄效果,炭化后仍能保持纤维原来形状,幸免高温熔融滴落物造成人员二次损害;该防火粘胶纤维的物理性能和一般粘胶纤维相似,吸湿透气性好,易上色,织物具有良好的手感和穿着舒适性,纤维极限氧指数LOI大于28%,且具有永久防火性,废弃物可自然降解,绿色环保。公司决策领先开发该防火纤维面料品。   

通过认真调研筛选,选择了防火聚丙烯腈纤维纤维和防火粘胶纤维混纺化纤织物。防火聚丙烯腈纤维纤维极限氧指数为28%~34.6%,防火效果不会因织物的清洗、熨烫、磨损而发生变化,具有永久防火性。防火聚丙烯腈纤维纤维或其织物的燃烧比较困难,即它不能维持燃烧,也不能传播火焰或融滴,当火焰离开时会自行灭失,直接点燃时无熔滴炭化,从而形成一个附加的防火层;防火聚丙烯腈纤维纤维的物理性能和一般聚丙烯腈纤维非常接近,比重大于一般聚丙烯腈纤维,和羊毛相近,回潮率小于2%,具有强度高、弹性好、尺寸稳定的特点;同时也具有特别好的上色性能和很强的耐化学品性能,其中包含大部分无机酸和盐、有机酸氧化剂和有机化学品,除二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和丙酮外,大部分有机溶剂都不能将它溶化,优于大多数天然纤维和人造纤维,防护功能好。 

两种防火纤维的性能共同点有:(1)极限氧指数LOI大于28%,属难燃纤维;(2)遇火低烟、无毒、不熔融滴落,只炭化,幸免人员二次损害;(3)耐清洗,具有永久防火性;(4)易上色,色泽鲜艳,上色性能好;(5)物理性能和天然纤维相近,防火粘胶和棉相近,防火聚丙烯腈纤维和羊毛相近,亲肤性好。   

两种纤维性能的不同点有:(1)防火粘胶纤维吸湿性好,回潮率12%~14%,防火聚丙烯腈纤维纤维吸湿低,回潮率1.2%~2.0%;(2)防火聚丙烯腈纤维纤维有很强的耐化学品性能;(3)防火聚丙烯腈纤维纤维极限氧指数LOI更高(可达34.6%)。两种防火纤维共同点优势突出,相得益彰;不同点差异互补,相辅相成;适合根据不同需求,设计合理的混纺化纤织物比(同时和价格因素结合)。比如,内衣需要吸湿透气、亲肤,则防火粘胶混比高些;又如防护服,要求防火效果好,防护功能好,保形性好,则防火聚丙烯腈纤维混比高些(同时,价格成本也低些)。 2 产品试制和工艺技术设计2.1  防火纤维原材料的选用    防火粘胶:1.67 dtex×40 mm,干强2.18 cN/dtex,湿强1.12 cN/dtex,断裂伸长率14.7%,LOI≥28%。防火聚丙烯腈纤维:1.67 dtex×40 mm,断裂强度2.10 cN/dtex,断裂伸长率34.65%,LOI为34.2%。 2.2 典型混比纺纱线产品的设计(见表1)

2.3 不同组织规格的布料设计(见表2)    经过探究研究试验,把握了两种防火纤维纺纱、织造的工艺特点,成功生产了表2、表3所列系列纺纱线及布料。

3  防火性能检验结果和分析

经国家消防装备质量监督检验中心检验3种布料限氧指数为32.4%~32.5%,燃烧特征为炭化,达到了GB/T 5454织物防火一级氧指数≥32.0%的要求;垂直燃烧法损毁长度为87~98 mm,经、纬向续燃时间为O,阴燃时间为0,达到了GB/T 5455织物防火一级损毁长度≤150 mm,续燃时间≤5 s,阴燃时间≤5 s,燃烧滴落物未引起脱脂棉燃烧式阴燃的要求。检验结果见表3。

4 结论 

(1)开发的织物符合中华人民共和国防火机织物GB 17591一1998防火织物防火Bl级燃烧性能技术要求;     (2)防火粘胶混比从30%~70%,对应的防火聚丙烯腈纤维混比从70%~30%或织物组织规格变化对其防火性能的影响均不显著,该系列产品防火性能稳定。

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