引言:隨著科技和現(xiàn)代生活的進步,人們對阻燃紡織品的需求更加迫切,據(jù)統(tǒng)計,約50%的火災事故是因為紡織品不阻燃而引起擴大的。但阻燃紡織品的推廣和大量應用又受到現(xiàn)有阻燃紡織品阻燃性、功能性、舒適性和價格成本的制約,本文介紹了新開發(fā)的阻燃粘膠/阻燃腈綸紡織產(chǎn)品在這一方面取得的成效。
1、市場調研、產(chǎn)品開發(fā)研究定位
1.1、從市場對阻燃紡織產(chǎn)品的需求看
隨著科技的發(fā)展和紡織工業(yè)的進步,紡織產(chǎn)品品種不斷增多,其應用范圍從人們日常生活擴展到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、軍事、航天、衛(wèi)生、防護等諸多領域;同時,由于大部分紡織品不阻燃而引起的潛在火災威脅也進一步擴大。據(jù)統(tǒng)計,約50%以上的火災事故是因為紡織品不阻燃而引起擴大的,所以紡織品的阻燃性能引起了世界范圍的關注,各國紛紛開展紡織品阻燃技術研究,制訂了相應的紡織品阻燃性能測試方法,阻燃制品標準及防護應用法規(guī)等,并組織實施。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展及人民生活水平的提高,人們對阻燃紡織品的需求更加迫切,阻燃紡織品推廣很快,現(xiàn)已廣泛應用于高層建筑、賓館、影院、醫(yī)院、家庭裝飾、以及飛機、輪船、火車、汽車的內部裝飾和特種人員的防護。由于當前火災不斷發(fā)生,給國家和人民生命、財產(chǎn)安全造成巨大損失,為減少火災發(fā)生及降低火災危害,阻燃系列紡織品開發(fā)被提到日程。同時,我國也正在制訂和實施強制性使用阻燃紡織品的法規(guī)、措施。比如,國家標準GB20286-2006《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求及標識》規(guī)定,2008年7月1日之后公安部消防局嚴格要求,凡是使用不符合標準中要求的產(chǎn)品,經(jīng)消防驗收或消防檢查不合格的一律不予以通過。它的強制執(zhí)行將為我國阻燃行業(yè)的發(fā)展展現(xiàn)了光明前景。
據(jù)專家預測,僅防護服裝一項,我國冶金和消防部門年需阻燃服40萬套,水電、核工業(yè)、地礦等部門需要阻燃服200萬套,加上軍服等其它需要阻燃服300萬套,是一個較大的市場容量。面向廿一世紀研發(fā)新一代耐熱難燃的纖維材料及其紡織品將是重要的科技項目,因此,阻燃紡織品將會是一個相對發(fā)展快、有市場前景的增長型產(chǎn)業(yè),隨著經(jīng)濟發(fā)展和國家法制的健全,阻燃紡織品在我國具有廣闊的市場前景。同時,世界阻燃紡織品市場不斷擴大需求,也是必然趨勢。
1.2、從阻燃紡織產(chǎn)品的研究看
阻燃紡織品的阻燃性、功能性、舒適性和價格成本仍是大量應用的關鍵。我國早期研發(fā)的阻燃面料是由一般面料經(jīng)阻燃整理的阻燃紡織品,由于不耐洗滌而不具備永久阻燃性;繼之先行開發(fā)的一些阻燃合成纖維,雖然具有永久阻燃性,極限氧指數(shù)也達到較好水平,但服用性較差,且有的在火災發(fā)生時產(chǎn)生熔融滴落物,會對現(xiàn)場人員造成二次傷害;而阻燃王牌芳綸1313纖維紡織品具有非常好的阻燃效果,但價格昂貴,且染色困難,一般用于高要求的特殊產(chǎn)品。綜上所述,阻燃紡織品的大量應用,受現(xiàn)有阻燃紡織品阻燃性、功能性、舒適性和價格成本的制約。
1.3、本企業(yè)阻燃紡織品開發(fā)與研究定位
首先,及時抓住了一個機遇。我公司一長期合作單位的阻燃纖維新產(chǎn)品—阻燃粘膠纖維通過了鑒定。該新產(chǎn)品是在完成國家“863”計劃研究成果基礎上開發(fā)的一種具有阻燃抗熔滴性能的高技術纖維新材料。該產(chǎn)品采用新一代阻燃技術—溶膠凝膠技術,使無機高分子阻燃劑在粘膠纖維有機大分子中以互穿網(wǎng)絡狀態(tài)存在,既保證了纖維優(yōu)良的物理性能,又實現(xiàn)了遇火低煙、無毒、不熔融滴落而只發(fā)生碳化,具有自熄效果,碳化后仍能保持纖維原來形狀,避免高溫熔融滴落物使人員二次傷害的現(xiàn)象;該阻燃粘膠纖維的物理性能與普通粘膠纖維相似,吸濕透氣性好,易染色,織物具有良好的手感和穿著舒適性,纖維極限氧指數(shù)LOI≥28%,且具有永久阻燃性,廢棄物可自然降解,綠色環(huán)保。我公司決定進一步加強合作,率先開發(fā)該阻燃纖維紡織品。
繼之,又通過認真調研篩選,選擇了阻燃腈綸(又稱腈氯綸或改性腈綸)纖維,作為與阻燃粘膠纖維混紡的黃金搭檔。阻燃腈綸纖維極限氧指數(shù)≥28~34.6%,阻燃效果不會因織物的洗滌、熨燙、磨損而發(fā)生變化,具有永久阻燃性。阻燃腈綸纖維或其織物的燃燒是比較困難的,即它不能維持燃燒,也不能傳播火焰或融滴,當火焰離開時會自行滅失,直接點燃時無熔滴的碳化,從而形成一個附加的阻燃層;阻燃腈綸纖維的物理性能與普通腈綸十分接近,比重大于腈綸,與羊毛相近,回潮率小于2%,具有強度高、彈性好、尺寸穩(wěn)定的特點,有合成羊毛之稱;同時也具有非常好的染色性能和很強的耐化學品性能,其中包括大部分無機酸和鹽、有機酸氧化劑和有機化學品,除二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜和丙酮外,大部分有機溶劑都不能將它溶解,優(yōu)于大多數(shù)天然纖維和人造纖維,防護功能好。
綜合比較兩種阻燃纖維的性能共同點是:(1)極限氧指數(shù)(LOI)≥28%,屬難燃纖維;(2)遇火低煙、無毒、不熔融滴落,只碳化,避免人員二次傷害;(3)耐洗滌,具有永久阻燃性;(4)易上色,色澤鮮艷,染色性能好;(5)纖物理性能與天然纖維相近,阻燃粘膠與棉相近,阻燃腈綸與羊毛相近,親膚性好。兩種纖維的性能不同點是: (1)阻燃粘膠纖維吸濕性好,回潮率12~14%,阻燃腈綸纖維低吸濕,回潮率1.2~2.0%;(2)阻燃腈綸纖維有很強的耐化學品性能,防護功能好;(3)阻燃腈綸纖維極限氧指數(shù)(LOI)更高(最高可達34.6%)。兩種阻燃纖維共同點優(yōu)勢突出,相得益彰;不同點差異互補,相輔相成;正適合根據(jù)不同需求,設計科學的混紡比(同時與價格因素結合起來)。比如,內衣需要吸濕透氣、親膚,則阻燃粘膠混比高些;又如防護服,要求阻燃效果好,防護功能好,保形性好,則阻燃腈綸混比高些(同時,價格成本也低些)。阻燃粘膠纖維與阻燃腈綸纖維混紡生產(chǎn)阻燃紡織品是難得的黃金搭檔。
2、產(chǎn)品試制、工藝技術設計
2.1、基于以上理論分析研究,本企業(yè)進行了產(chǎn)品開發(fā)實踐。
2.1.1、選用阻燃纖維原料如表一
2.1.2、設計典型混比意義的紗線產(chǎn)品如表二
2.1.3、設計不同組織規(guī)格的面料如表三
經(jīng)過探索研究試驗,摸清兩種阻燃纖維紡紗、織造工藝特點,優(yōu)化工藝設計及采取了相對應配套的工藝、設備、操作、空調等技術措施,成功生產(chǎn)了上述表二、表三所列系列紗線及面料。
3、產(chǎn)品阻燃性能檢驗結果與討論
表三所列三種面料經(jīng)國家消防裝備質量監(jiān)督檢驗中心檢驗:氧指數(shù)32.4—32.5%,燃燒特征:碳化;達到織物阻燃一級GB/T5454氧指數(shù)≥32.0%的要求;垂直燃燒法損毀長度87—98㎜,經(jīng)向、緯向續(xù)燃時間為0,陰燃時間為0。燃燒特征:碳化;達到織物阻燃一級GB/T5455損毀長度≤150㎜,續(xù)燃時間≤5S,陰燃時間≤5S,燃燒滴落物未引起脫脂棉燃燒式陰燃的要求。詳見表四。
國家消防裝備質量監(jiān)督檢驗中心檢驗結果表明:1、所檢驗織物符合中華人民共和國阻燃機織物GB/T17591-2006阻燃織物阻燃B1級燃燒性能技術要求;2、不同阻燃纖維混比、不同組織規(guī)格織物的檢驗數(shù)據(jù)對比,表明阻燃織物中,阻燃粘膠混比從30%~70%,而對應的阻燃腈綸混比從70%~30%及織物組織規(guī)格變化,其阻燃性能基本相近,該系列產(chǎn)品阻燃性能穩(wěn)定。作為一個類別的阻燃新產(chǎn)品研究、設計、試驗生產(chǎn),已取得初步成功,為進一步深入試驗研究和優(yōu)化該類產(chǎn)品奠定了基礎。希望通過不懈努力研究改進,使該類產(chǎn)品成為集阻燃性、功能性、舒適性及價格優(yōu)勢于一體的優(yōu)秀阻燃產(chǎn)品。
結論:
阻燃粘膠/阻燃腈綸紡織產(chǎn)品,阻燃粘膠混比從30%--70%,而對應的阻燃腈綸混比從70%--30%及組織規(guī)格變化,其阻燃性能基本相近,該系列產(chǎn)品阻燃性能穩(wěn)定。通過不懈努力研究改進,該系列產(chǎn)品在集阻燃性、功能性、舒適性及價格優(yōu)勢于一體方面具有較好的前景。
來源 朱張林
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