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阻燃性能是影響紡織服裝質(zhì)量品質(zhì)的主要指標(biāo)之一，普通粘膠纖維紡織品被認(rèn)為是危險(xiǎn)易燃物。由于該類紡織品極易迅速、劇烈燃燒，有引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)，所以不適合制成服裝，尤其是兒童服裝。
但是，粘膠纖維具有吸濕性好、穿著舒適、原料可以再生、染色性好等優(yōu)點(diǎn)，在紡織工業(yè)上已得到了廣泛的應(yīng)用。但粘膠纖維屬易燃纖維，它的熔融溫度高于熱裂解溫度(280℃~380℃)和燃燒溫度(420℃)，極氧指數(shù)為19.7，燃燒熱為16.3KJ/g。由于阻燃性指標(biāo)不合格，我國粘膠纖維面料出口遭遇退貨的事件不在少數(shù)。為了防止我國紡織面料、輔料因阻燃性不合格而導(dǎo)致的出口下滑，越來越多的紡織出口企業(yè)注重生產(chǎn)阻燃纖維面料。
由中原工學(xué)院、新鄉(xiāng)市長弘化工有限公司、新鄉(xiāng)化纖股份有限公司、山東銀鷹化纖有限公司聯(lián)合完成的“環(huán)保型阻燃再生纖維素纖維關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目，無疑將粘膠纖維的環(huán)保性和阻燃性提上了一個新臺階。
添加硅磷系阻燃劑
據(jù)了解，目前阻燃粘膠纖維的生產(chǎn)方法主要有：添加法阻燃改性、接技共聚法改性及阻燃整理三種。其中添加法是將阻燃劑在紡絲前添加于紡絲原液中，而后經(jīng)紡絲凝固成型，將阻燃劑包入纖維內(nèi)部，添加法阻燃粘膠纖維的生產(chǎn)一般在普通的粘膠纖維生產(chǎn)設(shè)備上就可進(jìn)行，一般粘膠原液添加阻燃劑有效元素有磷、磷— 氮、磷—鹵素、鹵素等。
該工藝在紡絲前將粘膠與阻燃劑進(jìn)行混合時(shí)，均勻性較差，并且產(chǎn)生大量氣泡，故在紡絲前需進(jìn)行數(shù)小時(shí)的脫泡。阻燃劑在粘膠中容易產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象。所以采用紡前注射法可克服這些缺點(diǎn)，得到性能優(yōu)良的阻燃粘膠纖維。
據(jù)項(xiàng)目帶頭人中原工學(xué)院材料與化工學(xué)院教授張瑞文介紹，粘膠纖維用途廣泛，纖維及其制品都極易燃燒，其易燃性阻礙了其高附加值的利用以及應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。張瑞文說：“針對粘膠纖維易燃的難題，我們項(xiàng)目組克服了纖維素再生纖維耐久型阻燃的功能化改性的關(guān)鍵問題，解決了粘膠生產(chǎn)中復(fù)雜環(huán)境條件下的硅氮系阻燃劑的穩(wěn)定性問題，開發(fā)出環(huán)保型阻燃粘膠纖維和產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)成果技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。與此同時(shí)課題組通過完善和突破了阻燃粘膠纖維的技術(shù)難點(diǎn)，豐富了功能粘膠纖維品種，提高了粘膠纖維的競爭力，促進(jìn)了粘膠纖維行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。”
開展產(chǎn)學(xué)研合作
據(jù)山東銀鷹化纖有限公司工程師宋德順介紹，山東銀鷹化纖有限公司早在2009年確定了阻燃纖維產(chǎn)品定位和生產(chǎn)實(shí)施方案，并于當(dāng)年成功進(jìn)行了試生產(chǎn)。山東銀鷹化纖有限公司確定了性價(jià)比介于硅系、磷系阻燃劑之間的紡織用硅氮系阻燃纖維的研制、開發(fā)方案，成功找到了適用的硅氮系新型阻燃劑類型和制備方法，在2010年7月完成了阻燃纖維的初次中試化生產(chǎn)。之后，山東銀鷹化纖有限公司又與中原工學(xué)院、新鄉(xiāng)長弘化工等單位開展密切的產(chǎn)學(xué)研合作，不斷摸索，優(yōu)化工藝，多次進(jìn)行中試生產(chǎn)。為了提高阻燃纖維的穩(wěn)定性、可紡性，公司建成了完善的紡前注射系統(tǒng)，順利完成了硅氮系新型阻燃粘膠纖維生產(chǎn)線的穩(wěn)定生產(chǎn)。
宋德順表示，纖維素再生纖維用阻燃劑大多是磷基衍生物、有機(jī)硅化物、氨基化合物等，最近也有納米無機(jī)鹽微膠囊用于粘膠纖維阻燃改性的報(bào)道。阻燃處理的方法集中在紡前共混，即在紡絲成型前將阻燃劑加入到紡絲溶液中，使阻燃纖維的阻燃功能具有永久性。纖維素再生纖維的耐久型阻燃功能化改性的關(guān)鍵技術(shù)：一是環(huán)境友好型阻燃劑的合成;二是阻燃劑在纖維素中的耐久性技術(shù);三是阻燃劑/纖維素共混溶液的濕法紡絲成型技術(shù)。
據(jù)張瑞文介紹，該項(xiàng)目針對纖維素再生纖維耐久型阻燃的功能化改性的關(guān)鍵問題，首先提出了硅氮元素結(jié)合阻燃的思想和理論，建立了硅氮化合物合成方法和技術(shù)，其次開發(fā)了適合粘膠生產(chǎn)的新型硅氮系列阻燃劑。再次創(chuàng)新了纖維素再生纖維耐久性阻燃功能化的改性工藝，探索出了耐久性阻燃纖維素再生纖維的紡絲成型新工藝，解決傳統(tǒng)阻燃粘膠纖維存在的非環(huán)保型阻燃、改性工藝復(fù)雜、成本較高以及產(chǎn)品質(zhì)量難以控制等問題，解決了粘膠成產(chǎn)中復(fù)雜環(huán)境條件下的硅氮系阻燃劑的穩(wěn)定性問題，開發(fā)出環(huán)保型阻燃粘膠纖維和產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)成果技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
最后建立了一整套阻燃功能化理論、硅氮系阻燃劑合成。阻燃改性方法和工藝、環(huán)保型阻燃粘膠纖維的紡絲工藝以及相關(guān)終端產(chǎn)品性能相互結(jié)合的優(yōu)化生產(chǎn)線。
利用優(yōu)勢打開市場
宋德順表示，該項(xiàng)目完善和突破了阻燃粘膠纖維的技術(shù)難點(diǎn)，未來阻燃粘膠纖維的制備技術(shù)將全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣不焯砑臃ㄉa(chǎn)，而性價(jià)比處于中高端位置的硅氮系阻燃粘膠纖維將越來越受到市場的青睞。
硅氮系阻燃粘膠纖維具有良好的永久阻燃性能，可以最大限度保障使用者的安全，提供全方位的熱保護(hù);其優(yōu)異的隔熱性能，可以有效阻止高溫?zé)彷椛鋫鬟f，高溫下纖維不收縮、不變形;抗電弧及抗靜電性，保持粘膠纖維原有的天然的抗靜電性，有效減少電弧灼傷和防止靜電產(chǎn)生，適于在有電弧或防爆場所使用;極佳的的吸排濕性，穿著時(shí)舒適透氣，高溫環(huán)境利于汗液排出，減少肌肉抽搐等身體不良反應(yīng);優(yōu)良的染色性，具有天然纖維上色容易、染色鮮艷、色牢度好的特點(diǎn);綠色環(huán)保，以再生的天然植物為原料，廢棄物可自然降解，符合環(huán)保要求等6大優(yōu)點(diǎn)。
“硅氮系阻燃粘膠纖維將在中端紡織用阻燃纖維、高端非織造布、阻燃填充物等領(lǐng)域大放異彩，從而填補(bǔ)當(dāng)前磷系阻燃粘膠纖維和硅系阻燃粘膠纖維因各自缺陷造成的市場空白。”宋德順說。
據(jù)了解，磷系阻燃也符合歐盟阻燃無鹵的要求，主要可以應(yīng)用于消防裝備、服飾;軍用警用裝備、服飾;工業(yè)用熱防護(hù)服飾;防濺落防護(hù)服;阻燃裝飾用品;阻燃填充物等。
