添加型粘胶纤维阻燃剂的制备及性能研究

【摘要】：预防火灾,是人类社会安全的一个永恒主题。粘胶纤维用途广泛,但却极易燃烧,这就要求粘胶纤维具有阻燃性,因此各种阻燃剂被用来试制阻燃粘胶纤维。适合于粘胶纤维的阻燃剂很多,大部分为含卤阻燃剂。卤系阻燃剂,特别是溴系阻燃剂以其优异的阻燃性能一直在阻燃剂领域中独占鳌头,但卤系阻燃剂的缺点在于其燃烧或热分解时会释放出大量的烟雾及有毒气体。因此,寻求低毒、无卤纤维素用阻燃剂的问题摆在了人们面前。随着人们环保意识的不断增强,以及环保法规的制定,要求阻燃剂无卤、低毒、低烟雾的要求日益强烈,各种新型无卤、低毒、低烟雾、高效的阻燃剂相继问世。磷系阻燃剂如磷-硫(P-S)类、磷-氮(P-N)类是近年来迅速发展起来的复合型阻燃剂,因其独特的阻燃机理以及无卤、低烟、低毒的特性,且符合当今环保的要求,已越来越受到阻燃剂制造商及消费者的广泛关注。 本文以2-甲基-1,3-丙二醇和三氯硫磷为原料,二甲苯为溶剂,在吡啶和三乙胺的作用下合成了新型阻燃剂P,P'-硫代焦磷酸双(甲基丙二醇)酯(BMPDTP)。利用红外光谱、核磁共振氢谱和质谱对化合物BMPDTP的结构进行表征,并用差示扫描量热分析(DSC)和热失重(TG)对其热性能进行了研究。实验过程中,确定了合适的溶剂、反应时间、反应温度等合成条件。 采用单纤维电子强力仪、极限氧指数法、热失重等分析方法研究了阻燃粘胶纤维的物理机械性能、燃烧性能和热稳定性。研究发现,阻燃粘胶纤维和粘胶纤维原丝相比,单丝的强力下降了,但并不影响纤维的纺丝性能。极限氧指数分析表明：随着阻燃剂含量的增加,阻燃粘胶纤维的LOI变大,当阻燃粘胶纤维中阻燃剂含量为20%时,就已经达到了国家的阻燃标准要求。热失重分析表明阻燃粘胶纤维的热稳定性与纤维原丝相比有了很大提高。