１.前言?
滌綸纖維是一種重要的紡織原料。我國滌綸纖維的產量自90年代以來，年產量已超過100萬噸占世界第二位。滌綸紡織品的應用已深入人民生活的各個方面。由于滌綸纖維屬易燃性材料，為了適應某些場合使用時有阻燃性要求，在80年代就開發阻燃整理滌綸產品，主要應用六溴環十二烷(簡稱HBCD)和環膦酸酯齊聚物(Oligomericcyclicphosphonate)兩種阻燃劑，可能是由于HBCD的質量相當地穩定，以及它既可用軋烘焙工藝又可與分散染料高溫高壓同浴染色工藝，以致應用較為廣泛?？梢哉f是目前國內滌綸織物阻燃整理的主要技術路線，經HBCD整理的滌綸產品在室內裝飾方面完全符合GB50222－95《建筑內部裝飾設計防火規范》中B1級(難燃)和B2級(可燃)的要求。只是對HBCD整理滌綸纖維阻燃性以外的一些性能變化報道較少。本文擬就這方面作些探討。?
2.滌綸纖維(織物)的燃燒特性?
滌綸纖維是熱塑性纖維，在受外界施加熱量過程中，當溫度超過玻璃化溫度(Tg)時會軟化，若達到熔融溫度(Tm)會熔化生成粘稠橡膠狀，成熔滴落下，使難于燃燒。但高溫熔融物一旦粘著人體皮膚會造成深度燒傷，加重災難?？墒牵怯捎谄?/span>Tm溫度低于分解溫度(Tp)，以致容易引起某些人對一些輕薄滌綸織物是否經過阻燃整理的判斷產生困擾。?
經驗告訴我們：棉織物的可燃性是隨著單位質量(g／M2)的增加而呈直線下降的(即相對的阻燃性提高)；但是，滌綸織物的情況卻恰恰相反。輕薄型滌綸織物難于點燃，隨著其單位質量的遞增，點燃的危險性也隨之增大，其實這是熱塑性合成纖維織物的共性。造成這種現象是由于輕薄型滌綸織物受熱時容易收縮。而熔融部分會呈球狀滴落，從而使織物自動地脫離了火源所致。其“阻燃”現象是基于熔融溫度與著火溫差之形成的。錦綸織物較滌綸織物難于點燃的現象，正是錦綸的這種溫差較滌綸大所致。如表1所示。?
表1錦綸和滌綸的熔融溫度與著火
錦綸 | 滌綸 | |
軟化溫度(℃) | 180 | 230～240 |
熔融溫度(℃) | 215 | 259～263 |
著火溫度(℃) | 530 | 510 |
由表1可知：錦綸的熔融溫度與著火溫度之差達315℃，在達著火溫度之前，大量的熱量已在熔融過程中消耗掉了；與之相比，滌綸的這種溫差為250℃，已相當地縮小，若織物的單位質量(或厚度)增加，使熔融所需時間陡然延長，導致熔滴效果減弱，就較易著火。?
有人以不同單位質量(即厚度)的滌綸織物，接觸火焰的時間分別為1秒、3秒、5秒、10秒和15秒，測定其熔融距離和點燃時間的關系，結果如圖1所示：
?
圖1點燃時間與不同單位質量滌綸織物的熔融距離關系?
由圖1可知：對單位質量為50g／M2以上的滌綸織物，在各種接觸火焰時間內，其熔融距離都很小，而達150g／M2以上的滌綸織物，則接觸火焰3秒鐘以上就會燃燒。因此，不含任何雜質的100%滌綸輕薄織物(重量為150g／M2以下)，可視作具有一定的“阻燃性”。實際上滌綸織物不可避免地總吸附著染料、、原料或其它助劑、會使這種“阻燃性”受到很大的影響。特別是進行樹脂整理或有機硅拒水整理，以及涂料印花都會使它容易著火，如表2所示結果?
表2不同加工對滌綸燃燒性影響?
燃燒時間(s) | 燃燒距離(cm) | |
滌綸織物 | 0 | 4.0 |
滌綸織物經0.4%脂肪族柔軟劑處理 | 10 | 8.0 |
滌綸織物0.5%MF樹脂處理 | 全部燒完 | |
滌綸織物經3%有機硅拒水處理 | 全部燒完 | |
涂料印花滌綸織物印花面積30% | 23 | 15.0 |
涂料印花滌綸織物印花面積50% | 全部燒完 | |
注：滌綸織物150g／M2；點燃時間3秒?
３.熱學性能的變化?
滌綸纖維經HBCD整理后，小分子的HBCD進入滌綸分子內部，對其熱學性能的影響，可由熱分析方法測知。
3.1相轉變溫度(Tg、Tc、Tm1、Tm2)
經不同HBCD濃度整理的滌綸纖維，由DSC測得其轉變溫度的變化，如圖2所示：
圖2不同HBCD濃度整理滌綸纖維的相轉變溫度影響?<
3.2HBCD濃度時結晶和熔融(晶體)行為的作用?
不同HBCD濃度整理的滌綸纖維由DSC測得其結晶和熔融行為的變化，如圖3所示。
1.滌綸；2.1%HBCD整理滌綸；3.2%HBCD整理滌綸；4.5%HBCD整理滌綸；5.6.5%HBCD整理滌綸；6.8%HBCD整理滌綸；7.10%HBCD整理滌綸
由圖3可知：隨著HBCD整理濃度的增加，其結晶放熱峰急劇陡峭，而吸熱峰則相反，漸趨平坦。這個現象似乎可推測：HBCD猶如親核試劑是固著在滌綸纖維分子上，加速了滌綸分子的結晶，從而使其熔融過程變得緩慢而平坦，且使其開始熔融的溫度也較低些。
3．3熱分解行為?
滌綸、不同濃度HBCD整理滌綸和HBCD的熱重分析測得曲線、如圖4和圖5所示：?
由圖4可知：HBCD整理滌綸的TG曲線與滌綸和HBCD比較，它的曲線有兩個不同程度轉折點，且其降低程度隨HBCD濃度的增加而加劇。其中第一轉折點是與HBCD的分解溫度相同，而第二個轉折點與滌綸纖維的分解有關，這也說明HBCD在較低溫度時，就有促進滌綸纖維的分解作用了。同時，可用圖解法從TG曲線上獲得更有意義的信息，如圖5所示：即熱分解開始溫度(B或C)、最高分解速率時的溫度和樣品熱分解后殘渣含量。如圖所示。
由圖5圖解法求熱分解開始溫度有二個點，即B與C，它們與整理時HBCD濃度的關系如圖6A所示。若C點是熱分解開始溫度，則其溫度比未整理試樣都高，這與HBCD整理的滌
HBCD整理試樣熱分解溫度較未整理試樣稍高些。此外，經HBCD整理后其燃燒殘渣率也明顯地隨整理時的HBCD濃度成正相關。?
４．實用性能?
滌綸纖維經阻燃整理，最主要的是賦予阻燃性能，用時盡量不影響其使用價值和壽命。分三方面的討論于后。
4．1阻燃性能?
滌綸纖維經HBCD整理，只要確保滌綸纖維上固著相當數量后，它可由原來易燃性材料(其LOI值為20.4%)變成阻燃或難燃性材料。按諸一般公認：材料的燃燒性其極限氧指數(LOI值)，其值在26以上就具有阻燃性。例如：薄型滌綸斜紋織物(其質量為98.0g／M?2)經不同濃度HBCD整理后，其阻燃性與整理濃度之間關系，如圖7所示：
4．2織物強度?
棉織物經耐久性阻燃整理后，其強度會有15～30%的損傷，滌綸織物經HBCD、三苯磷酸酯(TPPA)和其混合物整理后，織物強度未見面有任何不良影響。甚至稍有增加的趨勢，如圖8所示：?
4．3耐久性：?
HBCD整理滌綸織物效果的耐久性，主要是其阻燃性的耐洗滌性能和耐日曬性能兩個方面的變化。經整理的滌綸25次洗滌后的阻燃性如圖9所示，不但沒有下降，其LOI值反而均稍有增加；可是，經干洗后，則所有試樣的LOI均有所降低，如圖10所示。但HBCD和HBCD＋TPPA整理的LOI值仍在在27以上。
其次，HBCD整理的滌綸織物在使用過程中，經日光照射后對其耐久性影響如何?也是一個值得注意的問題。今以紫外線照射代替日光進行試驗。所有試樣經照射24和48小時后與未照射試樣對比，其結果如圖11所示：
由圖11可知：經HBC
5．結論?
5．1滌綸纖維經HBCD整理后，其熱學性能隨HBCD濃度呈規律性變化。各相轉變溫度隨HBCD濃度的遞增而下降；HBCD分子進入滌綸纖維內部分子結構有明顯的促進分子結晶的作用，使熔融過程度變得相當寬廣，滌綸纖維的熱分解開始溫度也隨HBCD使用濃度增加而急速地下降，使HBCD整理滌綸的熱分解行為發生根本性的改觀。傳統觀點認為：HBCD的阻燃作用是在氣相(火焰)中進行的，即HBCD釋放出的低能自由基(Br)在火焰中捕獲高能自由基(如R·、H·和HO·等)所致，可是，從熱分解殘渣率隨HBCD使用濃度的遞增而增加這一點看來，似乎HBCD的阻燃機理，除氣相作用外，在凝固相也有相當的作用是不容忽視的。?
5．2滌綸纖維的阻燃性與整理時使用HBCD的濃度有良好的正相關關系。本文從材料阻燃性角度出發，采用具有數量概念極限氧指數值法。它與工業生產中考核阻燃整理紡織品的阻燃性能所用測試方法(如垂直燃燒法等)是不同的概念。前者用于研究不同材料的阻燃性，有數量上差別；后者則是用于回答產品的阻燃性能用于某一場所合格與不合問題。例如：按GB50222－95《建筑內部裝飾設計防火規范》對不同規模的影劇院或禮堂，其室內裝飾織物阻燃
等級要求為：?
床位數量 | 窗簾 | 帷幕 | 家具裝飾織物 |
＞1500 | B1 | B1 | B1 |
800～1500 | B1 | B1 | B2 |
＜800 | B2 | B2 | B2 |
則阻燃整理織物按GB－5455－85《紡織物阻燃性能測試垂直燃燒法》標準，進行測試必須符合如下結果：
損毀長度(mm) | 續燃時間(s) | 陰燃時間(s) | |
B1級 | ≤150 | ≤5 | ≤5 |
B2級 | ≤200 | ≤15 | ≤10 |
5．3滌綸纖維(或織物)經HB
5．4HBCD對滌綸纖維似乎有促進光氧化作用，這是一個新問題，但可添加其它阻燃劑(如TPPA等)設法彌補，以改善實用性能。
６．參考文獻
1.楊棟梁北京化纖4，18／24(1994)?
2.R.Aeinshaenolinetal,textilveredlung，11，329(1976)?
3.ShigekoNakanishietal.,JPN.Res.Ossa.Tex.End?usesV.32,(12),38(1991)?
4.同上335，40／48(1992)?
5.同上35，3，29／37(1994)
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