涤纶织物的DP-150耐久阻燃整理yd13704
周燕 苏州经贸职业技术学院,江苏苏州215005
收稿日期: 2010 - 03 - 05
作者简介:周燕,女, 硕士,副教授,长期从事新材料的开发及染整工程
的研究与教学工作。
原载：印染2010/11；32-34
【摘要】采用耐久性阻燃整理剂DP-150处理涤纶织物,测试了整理剂用量、焙烘温度和焙烘时间对阻燃效果的影响,并与非耐久性阻燃整理工艺进行对比。结果表明,优化的DP-150耐久性阻燃工艺为: DP-150用量150 g/L,轧余率70%～75% ,焙烘条件195℃×50s,整理织物的阻燃效果可达到GB B1级,且织物损伤较小,耐久阻燃效果较佳。
【关键词】 阻燃整理;整理剂;织物;聚对苯二甲酸乙二酯纤维
【中图分类号】 TS1951592 文献标识码: B 文章编号: 1000 - 4017 (2010) 11 - 0032 - 03
涤纶在合成纤维中发展最快、产量最高、应用范围最广,大量用于衣料、窗帘、幕布、床上用品、室内装饰及各种特殊材料。涤纶极限氧指数在21左右,发生火灾的潜在危险突出。因此,对涤纶进行阻燃整理尤为重要。涤纶织物经高温阻燃整理后,阻燃整理剂沉积在涤纶纤维表面,形成覆盖层而隔绝空气、火源和可燃性气体对纤维的作用,从而获得一定的阻燃效果[1]。DP-150是一种阴离子型耐久阻燃剂,与非耐久性阻燃剂相比,其对织物手感、色变影响小,耐洗性好,且无毒性,安全性高。
本试验采用DP-150对涤纶织物进行阻燃整理,优化了工艺条件,并与非耐久阻燃整理工艺进行对比。
1 试验
1. 1 材料与设备
织物 纯涤纶织物(珍珠麻和涤塔夫)
试剂 四硼酸钠,硼酸,尿素,耐久性阻燃整理剂DP-150 (杭州多恩纺织科技有限公司) ,氢氧化钠。
设备 实验室小轧车,焙烘定形小样机等。
1. 2 阻燃整理工艺
(1)非耐久性阻燃工艺
工艺处方[2] ( g/L)
四硼酸钠 120
硼酸 60
尿素 80
工艺流程[3] 浸轧(室温,二浸二轧,轧余率70%～75%)→烘干(100～110℃, 3～5 min)
(2)耐久性阻燃工艺
工艺流程 浸轧(DP2150 150 g/L,室温,二浸二轧,轧余率70%～75% )→预烘(80～90℃, 5 min)→焙烘(195℃×50 s)
1. 3 测试方法
(1) 燃烧性能———垂直法[4]
按GB /T 5455-1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》测试。将一定尺寸的试样置于规定的燃烧器下点燃,测定规定点燃时间后试样的续燃、阴燃时间及损毁长度。B1级:损毁炭长≤15 cm,续燃时间≤5 s,阴燃时间≤5 s; B2级:损毁炭长≤20 cm,续燃时间≤10 s,阴燃时间≤10 s。
(2) 拉伸性能[5]
按GB /T 3923. 1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测试。
(3) 透湿性能[6]
在YG601E型电脑式织物透湿仪上采用透湿杯法测定,记录透湿试验前后透湿杯的质量( g) ,再根据质量差来评定透湿性能[7, 8]。
测试条件如下:
环境温度0～30℃,相对湿度:小于80%;标准温度(38±0. 5)℃,相对湿度90%±2%;烘箱温控范围在(25～180)℃;
透湿室内气流速度0. 3～0. 5 m / s,最大功率3 kW。
(4) 耐洗性
按AATCC 124 - 2001《多次家庭洗烫后织物的外观》测试。洗衣粉2 g/L,浴比1∶30,温度45℃,时间3 min, 60℃烘干为1次水洗,重复水洗50次。
(5) 手感
将原布手感定为10分,最差为0分。由3人以上主观评定打分,取平均值[ 9 ] 。
以上织物性能测试中,织物均在温度(20±2)℃,相对湿度(65 ±5) %条件下,平衡24 h后测试。
2 结果与讨论
2. 1 耐久性阻燃整理工艺的优化
2. 1. 1 DP-150用量
轧余率为70%～75% ,焙烘条件为195℃×50 s,调节pH值5～6,采用不同用量的DP2150整理剂对珍珠麻进行阻燃整理。整理后织物各项性能见表1。
表1 DP2150用量对阻燃效果的影响
|
DP-150用量/ ( g/L) |
续燃时间/ s |
阴燃时间/ s |
损毁长度/ cm |
强力损失率/% |
手感/分 |
|
130 |
10.3 |
0.2 |
7.1 |
1.8 |
8 |
|
140 |
5.8 |
0.2 |
5.3 |
2.6 |
6 |
|
150 |
4.6 |
0.2 |
4.7 |
2.7 |
5 |
|
160 |
4.2 |
0.2 |
4.4 |
3.1 |
4 |
|
170 |
3.4 |
0.2 |
4.1 |
3.7 |
3 |
由表1可知, DP-150用量增加,整理织物的续燃时间和阴燃时间减小,即织物的阻燃效果增强。当DP-150用量为140 g/L时,整理后织物的阻燃效果可达到B2级。DP-150用量为150 g/L,阻燃效果可达到B1级。随DP-150用量增加,整理织物的强力损失增大,且手感变差。综上,DP-150用量定为150 g/L。
2. 1. 2 焙烘温度
DP-150用量为150 g/L,轧余率为70%～75% ,焙烘时间为50 s,调节pH = 5～6,不同焙烘温度下珍珠麻的各项性能见表2。
表2 焙烘温度对阻燃性能的影响
|
焙烘温度/℃ |
续燃时间/ s |
阴燃时间/ s |
损毁长度/ cm |
强力损失率/% |
手感/分 |
续燃时间/ s(洗涤50次) |
|
180 |
6.2 |
0.2 |
8.5 |
1.8 |
8 |
烧尽 |
|
190 |
5.8 |
0.2 |
5.6 |
2.1 |
6 |
21.2 |
|
195 |
4.7 |
0.2 |
4.8 |
2.6 |
5 |
5.4 |
|
200 |
5.5 |
0.2 |
7.9 |
4.2 |
3 |
15.5 |
由表2可知,当焙烘温度为180～195℃时,焙烘温度升高,对织物强力基本无影响,续燃时间和阴燃时间随之缩短,织物阻燃效果增强。焙烘温度为190℃,织物阻燃性能达B2级;焙烘温度为195℃,阻燃效果可达B1级;焙烘温度200℃时,织物强力损失很严重,而且整理织物的阻燃效果明显下降。这是因为热定形温度超过涤纶玻璃化温度,涤纶大分子由无定形态转变为结晶态,而阻燃剂只能进入无定形区,不能进入晶相结构中, 过高温度反而影响整理效果和特定性能[10] 。综合考虑取焙烘温度为195℃。
2. 1. 3 焙烘时间
DP-150用量为150 g/L,轧余率为70%～75%,焙烘温度为195℃,调节pH值5～6,不同焙烘时间对珍珠麻阻燃整理效果的影响见表3。
表3 焙烘时间对阻燃性能的影响
|
焙烘时间/ s |
续燃时间/ s |
阴燃时间/ s |
损毁长度/ cm |
强力损失率/% |
手感/分 |
续燃时间/ s(洗涤50次) |
|
20 |
10.5 |
0.2 |
8.2 |
1.6 |
8 |
烧尽 |
|
30 |
8.9 |
0.2 |
6.7 |
2.1 |
6 |
14.8 |
|
50 |
4.5 |
0.2 |
4.6 |
2.8 |
5 |
5.6 |
|
70 |
4.3 |
0.2 |
4.5 |
3.1 |
4 |
5.3 |
|
90 |
4.2 |
0.2 |
4.3 |
3.5 |
3 |
4.9 |
由表3可知,焙烘时间延长,阻燃剂与织物的反应程度提高,整理织物的损毁长度逐渐下降,阻燃性和耐洗性提高,织物强力小幅降低。但当焙烘时间达50～90 s时,整理织物的阻燃性和耐洗性并无显著提高,且织物手感变硬。因此,取焙烘时间为50 s。
综上, DP-150 阻燃的优化工艺为: DP-150 用量150 g/L,轧余率70%～75%,焙烘条件为195℃×50 s。
2. 2 不同阻燃工艺的对比
2. 2. 1 不同阻燃工艺的阻燃效果
分别采用两种阻燃整理工艺(见1. 2节)对珍珠麻和涤塔夫织物进行阻燃整理,结果见表4。
表4 不同阻燃工艺的阻燃效果对比
|
阻燃效果 |
非耐久性整理工艺 |
耐久性整理工艺 |
||
|
珍珠麻 |
涤塔夫 |
珍珠麻 |
涤塔夫 |
|
|
续燃时间/s |
9.8 |
6.2 |
4.4 |
2.8 |
|
阴燃时间/s |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
|
损毁长度/cm |
7.9 |
5.5 |
5.1 |
3.7 |
|
强力损失率/% |
3.5 |
3.2 |
2.7 |
2.4 |
|
手感/分 |
3 |
3 |
6 |
4 |
|
续燃时间/ s(洗涤50次) |
烧尽 |
烧尽 |
4.8 |
5.8 |
由表4可知,耐久性阻燃整理工艺的阻燃效果明显好于非耐久性阻燃整理工艺,且涤塔夫的阻燃效果明显优于珍珠麻,非耐久性阻燃整理织物的损伤较严重,耐洗性较差。
2. 2. 2 阻燃织物的透湿性能
两种阻燃整理的珍珠麻的透湿性见表5。
表5 阻燃珍珠麻的透湿性能
|
织物类型 |
试验前透湿杯的质量/ g |
试验后透湿杯的质量/ g |
试验前后的质量差/g |
|
原布 |
361.146 |
361.188 |
0.042 |
|
耐久性阻燃整理 |
348.989 |
349.029 |
0.040 |
|
非耐久性阻燃整理 |
350.397 |
350.436 |
0.039 |
注:试验数据为5次测试的平均值。
由表5可知,两种阻燃整理工艺均使织物的透湿性有所下降,但耐久性阻燃整理织物透湿性降幅较小。
3 结论
(1)涤纶织物经阻燃整理后,可获得一定的阻燃效果,但织物风格和手感均会受到一定影响。耐久性工艺的阻燃效果要明显好于非耐久性工艺。
(2)优化的阻燃工艺为: DP-150用量150 g/L,轧余率70%～75% ,焙烘条件195℃×50s。整理织物的阻燃效果可达到B1级,且织物损伤较小。
参考文献:
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