阻燃布和未阻燃棉织物的热裂解

分类： 阻燃面料

1 材料与实验 1.1样品的阻燃整理 试验用织物为纯棉漂白床单布，阻燃剂CFR-201，六羟甲基三聚氰胺树脂(HMM)，柔软剂CGF等，设备用瑞士BENZ小样机。阻燃整理工艺流程：浸轧阻燃整理液(二浸二轧，轧余率80%)--预烘(98℃-105℃，3min)--焙烘(160℃，3min)--碱洗--皂洗--水洗--烘干。工艺处方：CFR-201 350g/L，HMM 80g/L，CGF 4g/L，尿素15g/L，H3PO4 17g/L，渗透剂JFC lg/L。 1.2裂解-气相色谱-质谱(PY-GC-MS)分析 仪器：惠普HP5890气相色谱仪，HP5989质谱仪，CDS-l00裂解器，HP-5毛细柱25m*0.2mm*O.5m。测试条件：载气流速15m(He)/Min；进样口温度250℃；裂解温度600℃；质量扫描范围10-600；程序升温50℃(5min)至230℃；离子源250℃；四极杆l00℃；进样量未阻燃样品为2.094mg，阻燃样品为2.369mg。 2 实验结果与讨论 2.1试验结果 测试了阻燃及未阻燃棉织物的PY-GC-MS裂解谱图见图l、图2。

2.2讨论 2.2.1 纤维素纤维的热裂解 一般认为纤维素纤维的裂解反应分两种情况，一是纤维素脱水炭化，产生水、一氧化碳和固体残渣；二是纤维素通过解聚生成不挥发的液体左旋葡萄糖，左旋葡萄糖进一步裂解，生成低分子量的裂解产物，并形成二次焦炭。在氧的存在下，左旋葡萄糖的裂解产物发生氧化，燃烧产生大量热，又引起更多纤维素发生裂解。这两个反应相互竞争，始终存在于纤维素裂解的整个过程中[1]。纤维素纤维的热裂解可以分为三个阶段[2-3]：初始裂解阶段、主要裂解阶段和残渣裂解阶段。温度低于370℃的裂解属于初始裂解阶段，表现为纤维物理性能的变化及少量失重，主要与纤维素纤维中的无定型部分有关[2]。温度在370℃至431℃的裂解属于主要裂解阶段，大部分裂解产物是在这一阶段产生的，左旋葡萄糖是主要中间裂解产物，再由它分解成各种可燃性气体产物，主要裂解阶段发生在纤维的结晶区。温度高于430℃时纤维素纤维的裂解属于残渣裂解阶段，主要是脱水、炭化，残渣中碳含量越来越高。 2.2.2纤维素纤维的裂解产物 纤维素纤维的裂解是决定纤维(织物)燃烧性能的关键，纤维素纤维的裂解产物，大部分是纤维燃烧的燃料。在谱图库中检索，确认了谱图上的43个峰 (有些峰无法分离)，认定了棉纤维的可能裂解产物有43种 (其中有3个峰检出的产物重复)，阻燃棉纤维检出了28种裂解产物 (其中有l个峰检出的产物重复，而一氧化碳、二氧化碳同时检出)，且有多种裂解产物属以前没有检测到的。棉纤维及阻燃棉纤维的裂解产物数量如下:棉纤维：不燃性气体2种(H2O，C02)，CO，醇类4种，醛类2种，酮类15种，呋喃类11种，苯环类1种，酯类2种，醚类4种，核葡聚糖1种。 阻燃棉纤维：不燃性气体2种 (H2O，C02)，CO，醇类1种，酮类7种，呋喃类13种，酯类1种，醚类1种，核葡聚糖1种，含氮化合物1种。

 

 

 

 

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