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高阻燃涤纶芳砜纶交织面料研究

高阻燃涤纶芳砜纶交织面料研究

为了制备高阻燃交通工具内饰面料,以阻燃涤纶为经纱,阻燃涤纶/芳砜纶为纬纱进行交织;研究芳砜纶含量对面料阻燃和力学性能的影响,并确定涤纶、芳砜纶最佳配比为1∶1。为了进一步提高面料的阻燃性能,采用非离子水性聚氨酯乳液、聚磷酸铵、三聚氰胺、氢氧化镁等为原料,按一定比例复配成阻燃涂层胶,并对上述最佳配比的阻燃涤纶/芳砜纶交织面料进行阻燃涂层整理;研究涂层面料的阻燃和力学性能,并观察面料的燃烧过程。

结果表明,芳砜纶提高了面料的阻燃性能,但却降低了面料的力学性能,极限氧指数LOI最大值达27。阻燃涂层胶进一步提高了面料的阻燃性能,极限氧指数LOI最大值接近29.5,燃烧时无烟、熔滴微量。最佳阻燃工艺:经纱采用阻燃涤纶,纬纱采用芳砜纶,阻燃涂层胶用量为160g/m2,涂层轧车压力0.3MPa、浸渍时间0.5h,预烘温度100℃、时间4min,焙烘温度170℃、时间3min。随着技术的发展,人们对交通工具内饰面料的要求越来越高,简单归纳起来有4个方面:具有更多的功能性和舒适性;更加绿色健康、环保和可回收;更高的安全性;整体化开发与设计[1-3]。

而动车座椅面料除具有普通座椅面料的要求外,更需要其有良好的阻燃性和力学性能。聚酯因其高强力、高模量、回潮低、易燃性差、防腐等优点而备受汽车厂商的青睐,另涤纶面料尺寸稳定、耐磨性好,经特殊处理具有优良的抗紫外线特性。因而目前全球90%的汽车座椅面料使用的是聚酯纤维,少量使用聚酰胺纤维,主要制成长丝、变形纱、POY等形式[4-8]。但是普通涤纶的极限氧指数只有22%,远远达不到交通工具内饰高阻燃的要求。本研究为了改善交通工具内饰面料的阻燃、力学性能,采用阻燃涤纶为经纱,涤纶/芳砜纶为纬纱进行交织,研究芳砜纶含量对交织面料阻燃和力学性能的影响,并确定最佳配比;为了进一步提高面料的阻燃性能,采用非离子水性聚氨酯乳液、聚磷酸铵、磷酸等为原料,复配制成阻燃涂层胶体系,探讨上胶量对交织面料阻燃、力学性能的影响。

课题的研究将为交通工具内饰用面料的设计与性能研究提供有益的参考。1 试验部分1.1 原材料与设备原材料:75tex阻燃涤纶长丝,江苏旷达汽车面料集团股份有限公司;20S/2芳砜纶纤维,上海纺织科学研究院和上海市合成纤维研究所;阳离子水性聚氨酯乳液(化学纯),上海思沃化学有限公司;聚磷酸铵(化学纯),山东省东营京东化工有限责任公司;三聚氰胺(化学纯),苏州胜宏化工有限公司;氢氧化镁,青岛荣天化工有限公司。仪器设备:全自动剑杆织样机(SU111型),无锡中阳机电有限公司生产;面料拉伸强力测试仪(YG026C-300型),常州市第二纺织机械有限公司生产;扫描电子显微镜(SU1510型),日本HITACHI公司生产;电热鼓风干燥箱(101A-4S型),南京沃环科技实业有限公司生产;气动立式小轧车(HD394A),南通宏大实验有限公司生产。

测试内容1.2.1 阻燃性能参照GB/T 2406-93《面料垂直燃烧氧指数法》[9]标准要求,测试阻燃涂层面料的极限氧指数LOI值,观察熔滴、发烟量。将试样夹于试样夹上垂直于燃烧筒内,在向上流动的氧氮气流中,点燃试样上端,观察其燃烧特性,并与规定的极限值比较其续燃时间或损毁长度。通过在不同氧浓度中一系列试样的试验,可以测得维持燃烧时氧气百分含量表示的最低氧浓度值。1.2.2 拉伸性能参照GB/T 3923.1-1997《面料断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》[10]标准要求,测试阻燃涂层面料的经、纬纱拉伸性能。将试样两端夹在面料拉伸强力测试仪的钳口上,隔距长度为20mm(因面料的伸长率<75%),并设置拉伸速度为100mm/min,预加张力为0.5N。

启动仪器直至布样破损,记录其断裂强度和断裂伸长率。1.2.3 SEM电镜扫描利用SU1510型扫描电子显微镜对阻燃涂层整理前后交面料燃烧残留物进行形貌观察。2 试样制备2.1 涤纶/芳砜纶阻燃面料阻燃涤纶纤维为经纱,芳砜纶与涤纶为纬纱(比例分别为0∶1、1∶1、2∶1、1∶0),采用平纹组织结构,并在SU111型全自动剑杆织样机上进行交织制成涤纶/芳砜纶阻燃面料,备用。交织面料的经密为212根/10cm,纬密为82根/10cm;克重大约为180g/m2。2.2 涤纶/芳砜纶涂层阻燃面料2.2.1 阻燃涂层胶的制备阻燃涂层胶的组分为:非离子水性聚氨酯60%,聚磷酸铵30%,三聚氰胺5%,氢氧化镁5%,增稠剂极少量。

将适量的聚磷酸铵,三聚氰胺,氢氧化镁加入水性聚氨酯乳液中,搅均匀后加入少量增稠剂,以调节体系黏度,制得适合涂层用的阻燃涂层胶。2.2.2 涤纶/芳砜纶涂层阻燃面料涂层整理工艺为:第1步,采用二浸二轧法,将面料充分浸渍于阻燃剂内0.5h,轧车压力0.3MPa;第2步,用小轧车挤压,重复2次;第3步,将浸渍阻燃涂层液的面料放置于烘箱中,在100℃温度下预烘4min;第4步,将面料放置于170℃温度下焙烘3min,取出、冷却。bbb9DNE

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