熱防護(hù)纖維在阻燃領(lǐng)域的應(yīng)用 杭州西湖科技有限公司工程師 段勝偉
由奧地利蘭精公司開(kāi)發(fā)的蘭精熱防護(hù)（LENZING FR）纖維，以木漿為原料，采用蘭精Modal（莫代爾）纖維工藝技術(shù)，將相當(dāng)α-纖維素干重20%的阻燃劑Sandflam5060的水懸浮乳液在紡前混合注入，經(jīng)靜態(tài)混合直接輸入紡絲部位紡絲。其阻燃介質(zhì)具有無(wú)毒、不溶解、無(wú)鹵素等優(yōu)良特點(diǎn)。且阻燃劑的加入不會(huì)影響纖維的自然白度、吸水性及手感。由于采用Modal生產(chǎn)工藝，所以該纖維在保持優(yōu)異阻燃性能的同時(shí)也保持良好的纖維性能。
LENZING FR纖維熱收縮小，抗熱性好，在燃燒時(shí)無(wú)氫氰酸、鹽酸和氧化氮生成，其燃燒產(chǎn)生的煙氣毒性甚至比未阻燃產(chǎn)品還低。LENZING FR纖維制成的織物白度高，穿著舒適安全，但染色時(shí)應(yīng)避免高溫染色，以免染料吸收太快造成色斑，干燥溫度也不能超過(guò)169℃。
LENZING FR纖維的主要特征包括：可與其他纖維進(jìn)行混紡、可增加服裝性能、穿戴舒適、絕緣及防燒傷效果好、天然的抗靜電性、優(yōu)異的染色性能。但Lenzing FR也有不足：由于蘭精熱防護(hù)纖維屬于纖維素類纖維，雖然采用蘭精先進(jìn)的莫代爾技術(shù)，其纖維強(qiáng)力優(yōu)于普通的阻燃粘膠，但是與其他高性能阻燃纖維如芳綸相比，其強(qiáng)力還是偏低。由于阻燃防護(hù)服裝多用于工裝領(lǐng)域，所以在保證阻燃性能的同時(shí)，面料的耐用性也是一個(gè)比較重要的指標(biāo)。另外由于蘭精熱防護(hù)纖維為進(jìn)口纖維，所以高昂的價(jià)格也是制約其在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展的一個(gè)因素。
芳綸的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向 山東煙臺(tái)泰和新材料股份有限公司總經(jīng)理 宋西全
間位芳綸，學(xué)名聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，是目前世界上有機(jī)耐高溫纖維中發(fā)展最快的品種之一。最早由美國(guó)杜邦公司研制成功，并于20世紀(jì)60年代末實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。1972年帝人公司也開(kāi)始生產(chǎn)商品名為“Conex”的間位芳綸，我國(guó)最早的芳綸生產(chǎn)線于2004年投產(chǎn)，由煙臺(tái)泰和新材股份有限公司研發(fā)。
從間位芳綸分子的結(jié)構(gòu)上來(lái)看，該分子是由酰胺基團(tuán)相互連接間位苯基所構(gòu)成的線型大分子。在它的晶體里氫鍵在兩個(gè)平面上存在，如格子狀排列，從而形成了氫橋的三維結(jié)構(gòu)。由于氫鍵的作用強(qiáng)烈，使間位芳綸化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有優(yōu)越的耐熱性能以及良好的阻燃性能、耐化學(xué)腐蝕性能、電絕緣性及機(jī)械性能等特點(diǎn)，芳綸纖維是航天航空、軍工消防、電子通訊、節(jié)能環(huán)保、石油化工等高科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域不可或缺的基礎(chǔ)材料。
海藻纖維的本質(zhì)阻燃機(jī)理 青島大學(xué)教授夏延致博士研究生 王兵兵
海藻纖維的本質(zhì)阻燃機(jī)理主要源于金屬離子阻燃新理論。金屬離子的阻燃機(jī)理在于：金屬離子起到催化裂解作用，改變了海藻酸大分子的熱裂解過(guò)程，減少了可燃物的生成，促進(jìn)其成炭；海藻酸鹽大分子鏈可以通過(guò)金屬離子螯合形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而使海藻酸鹽纖維的熱裂解溫度要高于海藻酸纖維；大分子中金屬離子會(huì)在燃燒過(guò)程中形成堿性環(huán)境，海藻酸大分子極易發(fā)生脫羧反應(yīng)生成不燃性CO2并稀釋可燃性氣體；海藻酸鹽纖維在燃燒過(guò)程中生成的金屬氧化物和金屬碳酸鹽沉淀覆蓋在纖維表面，在凝聚相和火焰間形成一個(gè)屏障，隔絕氧氣、阻止可燃性氣體的擴(kuò)散。
因此，我們得出結(jié)論：海藻酸鹽是天然的本質(zhì)阻燃高分子，具有優(yōu)異的阻燃特性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，解釋了該類纖維材料的阻燃機(jī)理，它是利用高分子本身所固有的金屬離子而起阻燃作用，我們稱之為金屬離子阻燃機(jī)理。
金屬離子阻燃理論有望應(yīng)用于其他天然高分子及合成高分子材料的阻燃改性，進(jìn)而發(fā)展新型阻燃高分子材料。