阻燃纤维【精选4篇】

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阻燃纤维【第一篇】

根据美国劳工统计局的数据，该类行业的非行政管理人员从2004年的70万上升至2014年的100万，净增50%。美国劳工部预计，到2022年美国的电气技师将额外上升16%，其年均增长率达20%。

美国国家防火协会（NFPA）标准2112提供了明火防护的最低标准，包括垂直火焰燃烧和碳化深度、装备的热传输标准、热与热缩抗阻、仪器化测试和人体50%烧伤存活率检测等等。

根据美国烧伤协会的统计数据，50岁以下50%的烧伤患者存活率为80%，而50岁以上患者存活率为60%。依据美国相关部门认定，为进一步保护作业人员的生命，防护服装的保护功能标准将进一步提高。与电相关的具体要求有明火、闪烁火焰、熔化金属所导致的烧伤、不同类型和相关程度带来风险也有所不同。

美国阻燃纺织物创新专家维斯泰（Westex）指出，现有的所有防护织物对电弧危害的防护性不够。通过试验他们发现，弧光透过纺织物，对人体产生的能量可引发二级烧伤。不仅如此，美国国内生产的大多数防火服装，包括许多著名品牌都存在安全隐患。美国健康与安全管理局在2014年就针对一些雇工的防护装备进行了彻底检测。按照现有的防护服装设计要求，它必须符合经计算的弧光渗透力数据的要求，这些要求必须符合人体自身防护的标准。这看似不利于美国技术纺织物市场，实则对美国纺织企业是利好，因为他们以为这样就能把从国外生产引进的防护服产品拒之门外。取而代之，美国创新的纺织技术足以应付最新标准的需求，尤其适合美国军品需求，更能符合美国实业界工人的要求。

美国的传统的防火服装主要用合成纤维制造而成，如芳纶、氧化碳纤维和特殊聚酯纤维。这类防护服十分厚重且昂贵，穿上也极为不适。随着美国的防火服装生产技术日新月异，不断创造出舒适度高，能经受高温高热，阻燃效果十分突出的产品，为此经处理的棉织品占比也越来越高。

美国有一家公司称为Mount Vernon FR，他们开发出据称是天丝、尼龙和聚芳酰胺的混合棉纤维材料，这类产品获美国安全工程协会的白皮书认证。据称，这种混合型纤维材料能够很好地阻燃，对过去的所有阻燃纤维形成挑战。而另一家被称为“唐吉可德集团”的公司报告称，他们开发的材料更适合消费者需求，其产品获得的消费者回应率达78%，其防火阻燃效果符合美国的最新标准，包括透气性、抗热力、护理、耐久性和湿度控制的性能都非常卓越，且适合极寒天气。

在美国，石油天然气业界约有%的工人属于女性，而公用事业部门约有%工人属于女性。从他们的调查得出这样的结论，新开发的防火服远远优于过去传统的防火阻燃服装，而其中只有20%的被调查者确信，从外国引进的防火阻燃服有效。报告还表明，只是防护服的柔软度一直是个问题，让人感觉十分不舒服。专家认为，防护服最基本的特征就是保护人体不受伤害，而舒适度可增加其可穿性。

因此，专家确信，基于天然纤维的阻燃材料可同时提供最高水平的舒适度和可透气性，而不是合成纤维，今后的创新防护服也应从这方面着手。Mount Vernon公司开发出基于棉纤维的混合材料型阻燃纺织品内层夹带易燃化学材料。该公司产品具有内部高速气流流动，但阻燃性不强。

众所周知，阻燃防护服质地坚硬，难以洗涤，而基于棉纤维的纺织品经常与合成纤维混纺，如高韧度的尼龙却另当别论。美国另一家纺织企业Glen Raven Technical Fabrics却选择了合成路线。他们开发出一种称为克密尔聚酰胺的纤维，即芳香族聚醯胺，它混合了变形聚丙烯腈纤维。据称，这是防护品最具有保护功能的新品，是基于克密尔聚酰胺与芳香族聚醯胺纤维的变性而来，强度很高。表层涂料具有独特的湿控制功能，其表层具永久性色牢度。不仅如此，该公司不断地推陈出新。他们认为，最真实的价值要经过市场检测。

这类创新型防护服也有很多软肋。虽然基于棉织品，但其质地坚硬，容易改变其摩擦特征，引起磨损和断裂。只有兰精公司开发的阻燃性纤维素纤维质地柔软，透气性强，湿控好。由于阻燃织物都有添加剂，兰精公司开发的纤维素纤维经过特殊处理，保持了原有的效果。但不管怎么都万变不离其宗，都离不开芳纶纤维的特性和功能。由于其混纺效果很好，其成本也很低廉。

如前所述，防护性纺织物的最高标准是保护型应用，诸如消防、工业热源保护、军事和美国与欧洲的法律设施。其最高水准就是既要有保护功能又要有舒适度。其实，兰精公司的所有原材料也与其他公司并无多大差别。

除了这些专业防护装备公司之外，美国还有其他纺织公司也转向生产防护服装，其原因只有两点，最能体现纺织物技术性的就在于其防护性，而美国公司的开发力最强；其次技术纺织物开发属于高利润行业。这就是为什么那么多美国公司趋之若鹜，都想分得一块蛋糕。正如一家公司一语道破天机：这并非是因为他们对火源和热源的危险深有所悟，也不是因为危险环境下关爱工人的生命，而是因为防护服这类技术处理可以带来丰厚利润，美其名曰为工人带来最佳的解决方案。

阻燃纤维【第二篇】

本文通过阐述纺织品的阻燃机理，介绍了几种阻燃纺织品的加工方法，现阶段常用的评判、测试方法以及阻燃纺织品的发展趋势。

关键词：阻燃纺织品；阻燃机理；加工方法；燃烧性能测试

引言

随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步，纺织品种类不断增多，其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。但纺织品材料一般都易燃或可燃，容易引发火灾事故。据统计，世界上约20%以上的火灾事故都是由纺织品燃烧引起或扩大的，尤其是住宅失火。因此，纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患，延缓火势蔓延，降低人民生命财产损失都极为重要。近年来，各国纷纷开展纺织品阻燃技术方面的研究，并制定了相应的纺织品燃烧性能测试方法、阻燃制品标准和应用法规等。

1 纺织品的阻燃机理

所谓“阻燃”，并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧，而是使织物在火中尽可能降低其可燃性，减缓蔓延速度，不形成大面积燃烧，离开火焰后，能很快自熄，不再续燃或阴燃[1-3]。

纤维材料的燃烧与阻燃原理

合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触，吸收热量后发生热解反应，热解反应生成易燃气体，易燃气体在氧存在的条件下，发生燃烧，燃烧产生的热量被纤维吸收后，又促进了纤维继续热解和进一步燃烧，形成一个循环。对此人们提出了阻燃的基本原理：减少(或者基本没有)热分解气体的生成，阻碍气相燃烧的基本反应，吸收燃烧区域的热量，稀释和隔离空气等。

阻燃剂的阻燃机理

纤维用阻燃剂有：铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。概括起来主要有以下几种。

覆盖机理

在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气，起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。阻燃剂形成隔离膜的方式有两种，一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化，进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层，炭化层能阻止聚合物进一步热裂解，还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用，硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。

不燃性气体窒息机理

阻燃剂受热分解出现不燃性气体，将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下，同时稀释燃烧区内的氧浓度，阻止燃烧继续进行，又由于气体的生成和热对流带走了一部分热，从而达到阻燃作用[4-5]。

吸热机理

任何燃烧在短时间所放出的热量有限，如果能在短时间内吸收火源所放出的部分热量，火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于自由基的热量就会减少，燃烧反应受到抑制。

高温条件下，阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应，降低纤维表面及燃烧区域的温度，降低可燃物表面温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延，最终破坏维持聚合物燃烧的条件，达到阻燃目的。如铝、镁及硼等无机阻燃剂，充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性，提高自身的阻燃能力。

自由基控制机理

根据燃烧的链反应理论，维持燃烧的是自由基。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来，此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止[6-7]。

催化脱水机理

阻燃剂在高温下生成具有脱水能力的羧酸、酸酐等，与纤维基体反应促进脱水炭化，减少可燃性气体的生成。

2 阻燃纺织品的加工方法

研究织物的阻燃技术是指通过物理或化学的方法赋予织物一定的阻燃性能，降低材料的可燃性，减慢火焰蔓延速度，其实质是破坏织物中纤维的燃烧过程。近年来，世界各国主要从以下两个方面来开展对织物阻燃技术的研究：一是生产阻燃纤维；二是对织物进行阻燃整理[8-9]。

阻燃纤维的制造

纤维阻燃的途径是阻止或减少纤维热分解，隔绝或稀释氧气，快速降温使其终止燃烧。为实现上述目的，一般是将有阻燃功能的阻燃剂通过聚合物聚合、共混、共聚、复合纺丝、接枝改性等加入到化纤中或用后整理方法将阻燃剂涂在纤维表面或渗入纤维内部。在实际应用中，往往采用多种阻燃剂，以两种以上方式协同效应达到阻燃效果。

共聚法

现行的阻燃腈纶和涤纶大多数采用共聚方法生产，其技术已较成熟。由于阻燃元素结合在成纤高分子链上，因此阻燃性能持久，对纤维的其他性能影响较小，采用这种方法生产的阻燃腈纶通常称为改性腈纶。

共混法

共混法技术具有生产简便、品种更换灵活等特点，因此是阻燃纤维开发的重要技术路线，几乎所有阻燃化学纤维均可采用这种方法制备。

接枝法

主要用于制备阻燃涤纶或混纺织物，其方法有化学法、辐射法和等离子体法，接枝体都为具有不饱和双键的化合物。接枝法技术使用灵活，既可用于纤维也可用于织物的阻燃，但因成本高、设备较复杂而还没有工业化。

皮芯复合纺丝法

以共混或共聚阻燃高聚物为芯、普通高聚物为皮，通过复合纺丝制成的阻燃复合纤维可避免阻燃纤维变色和耐光性差的问题，提高阻燃性能的稳定性和染色性能，但加工设备要求高。

本质阻燃纤维

按性能分类，阻燃纤维可分为阻燃常规改性纤维和阻燃高性能纤维，阻燃常规改性纤维以阻燃涤纶和腈纶产量最大，由于航空航天等尖端高技术和军事工业发展的需要，阻燃高性能纤维得到越来越广泛的应用。阻燃高性能纤维主要包括芳香族聚酰胺Nomex和Kevlar，聚酰亚胺如法国的Kermal，聚砜酰胺，聚芳酣，聚酚醛树脂，聚四氟乙烯，以及陶瓷、玻璃等纤维。

织物的阻燃整理

织物的阻燃整理是通过吸附沉积、化学键合、粘合作用使阻燃剂覆在织物上。当遇到火种时发生物理和化学反应，从而达到阻燃效果。

喷涂

适宜于不需洗涤织物或洗涤次数极少的装饰织物和建筑用织物，如地毯、墙布等。喷涂加工后一般不经水洗等后处理，对阻燃剂的选择要求不高，工艺简单，操作简便。

浸轧和浸渍

适宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等，也可加工外衣。要求阻燃剂的耐洗牢度优良。可结合其他特种功能――浴浸轧型整理，也可分步加工。此种加工方式工艺复杂，适用范围广，成本较喷涂高。

涂层

适宜于加工劳动保护服，以及装饰织物。对阻燃剂的选择要求较高，要求阻燃性和耐热性好。在加工过程中，一般与其他特种功能涂层同时进行。

3 阻燃织物的测试

GB/T17591―2006《阻燃织物》标准规定了阻燃织物的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装和标志，适用于装饰用、交通工具内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物。

评判标准

评判织物的阻燃性能通常采用两种标准：一是从织物的燃烧速度来进行评判，即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间，然后移去火焰，测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间，以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短，被损毁的程度越低，则面料的阻燃性能越好；反之，则表示面料的阻燃性能不佳。

另一种是通过测定样品的极限氧指数来进行评判。面料燃烧都需要氧气，氧指数LOI是样品燃烧所需氧气量的表示，故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能。氧指数越高则说明维持燃烧所需要的氧气浓度越高，即表示越难燃烧。该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示。从理论上讲，纺织材料的氧指数只要大于21%，其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小，通常将纺织品分为(LOI35%)4个等级。事实上，几乎所有常规纺织材料都属易燃或可燃的范围。

测试方法

燃烧试验方法主要用来测试试样的损毁长度、面积，续燃时间和阴燃时间，火焰蔓延速率等指标。

根据试样与火焰的相对位置，可分为垂直法、倾斜法和水平法。国际上对纺织材料的燃烧性能测试方法的标准化已经相当全面和完善，包括ISO、ASTM、BS、JIS在内的国际和国外先进标准都各自有10余项相关的测试方法标准，如：GB/T5454―1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》、GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》、GB/T5456―2009《纺织品燃烧性能试验垂直方向火焰蔓延性能的测定》，GB14645《纺织织物 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数测定》，FZ/T01028《纺织织物 燃烧性能测定 水平法》等。

中国目前对于服装阻燃性能的测试主要采用GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》。其原理是将一定尺寸的试样垂直于规定的燃烧试验箱中，用规定的火焰点燃12 s除去火源后，测定试样的续燃时间和阴燃时间，阴燃停止后，按规定的方法测出损毁长度。

4 阻燃纺织品的发展趋势

随着纺织技术的快速发展，我国的阻燃纺织品近年来也获得了长足的进步，并呈现出不同的发展趋势。

功能复合化

阻燃功能纺织品除早期的阻燃防热辐射、阻燃抗静电以外，近年来根据纺织品面料应用场所不同提出了新的要求，如日本专利报道的用于浴室等潮湿环境下的窗帘、帷幕等，除阻燃外，还要求防霉和拒水；用于服用、沙发和床单等面料要求阻燃外还需具有卫生保健功能。在军事领域，作战服和军事装备的伪装材料不仅要求具有阻燃性，还要求具有防伪功能。在我国，阻燃抗静电纺织品研究较成熟，对阻燃拒水和拒油产品也有研究，具有卫生保健功能的纺织品开发值得关注。

绿色环保化

阻燃纤维的绿色化，是指减少生产过程对环境和操作人员的毒害作用，防止纤维对穿用人产生不良影响，火灾发生时，不会产生“二次毒害”。这是因为，阻燃纤维所用阻燃剂一般含有卤、磷、硫等元素，大都具有较大的毒性，在阻燃剂合成和纤维生产过程中会对操作人员产生一定的毒害作用，其“三废”的排放会带来较严重的环境污染。从环境保护、人类安全和阻燃效率的角度出发开发无卤、高效、低烟、低毒的环境友好型阻燃纺织品是未来的发展趋势。有机硅系阻燃剂作为典型的无卤阻燃剂，具有高效、无毒、低烟、无污染的特点，并具有改善分散性和加工性能的特点。

高技术化

高技术纤维是随着高新产业的发展需要而开发出来的一系列具有高性能、高功能的纤维。高技术纤维在生产工艺中应用发展了一系列新技术，如静电纺丝、凝胶纺丝、膜裂纺丝、液晶纺丝、离心纺丝等，给合成纤维工业带来新的生命。高技术耐高温阻燃纤维是其中的一个重要分支，高技术型阻燃纤维由于自身独特的化学结构，无须添加阻燃剂或进行改性，本身就具有耐高温阻燃的特性。如聚丙烯腈预氧化纤维(OPANF)、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚间苯二甲酞二胺(MPIA)纤维、三聚氰胺缩甲醛纤维(MF)等。

舒适型阻燃纤维

在高温、强热辐射及有明火的环境中，作业人员必须穿着阻燃防护服或热防护服。在上述条件下，人的热负荷过高，难以长时间坚持正常的工作效能。因此对于阻燃纺织品而言，必须兼顾纺织品的舒适性。对于阻燃纤维而言则应兼顾阻燃性能、可纺性能和热湿舒适性能。

参考文献：

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[6]眭伟民．阻燃纤维及织物[M].北京：纺织工业出版社，1990.

[7]蔡永源．高分子材料阻燃技术手册[M].北京：北京化学工业出版社，1993．

[8]位丽。国内外阻燃家用纺织品的要求及发展方向[J].纺织科技进步，2009(5)：25-26、62.

阻燃纤维【第三篇】

（绍兴文理学院纺织服装学院，浙江 绍兴 312000）

摘要 使用浆挤塑方式对长丝进行聚氯乙烯（PVC）涂层处理制得的一种环境友好型新型阻燃纤维为原料，设计开发单层、双层和三层组织结构的阻燃织物，并对用这种阻燃纤维的单层、双层和三层组织结构的阻燃织物进行极限氧指数测试。实验结果显示，这种阻燃纤维和普通涤纶交织成的织物属于阻燃织物，其中双层结构织物的阻燃性能比单层、三层的效果好。

关键词 涂层纤维；阻燃纤维；极限氧指数

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中图分类号： + 文献标识码： A 文章编号： 2095-0101（2015）03-0018-03

收稿日期：2015-05-20

作者简介：陆浩杰（1985- ），男，浙江绍兴人，工学硕士，助教，研究方向：纺织品设计。

1 涂层阻燃纤维的阻燃原理

当经纱采用普通涤纶原料而纬纱采用阻燃涤纶原料时，织物平方米克重和阻燃涤纶含量均是影响织物阻燃性能的主要因素，损毁长度随织物平方米克重的增加而减小，亦随织物中阻燃纤维含量的增加而减小［1］。目前市场上纺织品的阻燃性能和防水性能大多通过后整理来提高，这样处理得到的产品存在不耐磨、不耐洗的缺点，且所用阻燃剂大多为卤系阻燃剂，对人体健康和环境存在危害［2］。本实验用聚氯乙烯（PVC）以上浆方式对长丝进行涂层挤塑处理制得的一种环境友好型新型阻燃纤维。该种涂层阻燃纤维呈皮芯结构，中间的芯纱长丝是普通涤纶纤维；皮层是一层阻燃涂层，涂层剂配方采用聚氯乙烯糊树脂（P440），质量分数50％；增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP），质量分数27％；填充剂（CaCO3），质量分数20％；液体稀土热稳定剂（RE120），质量分数2．5％；异氰酸酯交联剂，质量分数0．5％；热稳定剂采用液体稀土热稳定剂［3］。

在涂层阻燃丝的纺丝工艺中，阻燃涂层剂切片热熔后经螺杆挤压机从喷丝孔挤出，并涂层复合于芯丝表面，复合涂层完成后经过空气冷却，然后进入水浴冷却槽进行水洗和水冷却，最后卷绕丝筒上。这种涂层结构的阻燃纤维长丝克服了后整理工艺中不耐磨、不耐洗的缺点，具有永久阻燃、防水、防污、防霉、防静电、防红外线、抗射线、防钻绒、防油和耐水压的优点，其产品可广泛用于纺织品服装面料、防护服和装饰织物等领域。

2 原料准备

试样的纬线原料为153texPVC涂层结构阻燃纤维长丝，经线原料为16．7tex×2，捻度150T/m ，S捻的环保型原液着色涤纶丝。织物的经密分别分成100根/cm、200根/cm、300根/cm的3种规格，以研究在同一组织结构条件下，不同经密对阻燃性能的影响。

实验设计以单层织物、双层织物和三层织物为3大组，以研究织物层数对阻燃性能的影响。每一大组又分别设计三种表层是斜纹的组织结构。在同等纤维细度和经纬密度条件下，斜纹结构的织物紧度大于缎纹结构，小于平纹结构。因为涂层阻燃纤维长丝细度较粗，用平纹结构会导致纬纱屈曲过大，破坏涂层阻燃纤维表层结构；如用缎纹织物，则织物紧度过松，经纬纱间空隙率较大，不利于阻燃。因此实验选用基础组织是4枚的斜纹组织结构，分别是1/3↗斜纹、2/2↗斜纹、单层3/1↗斜纹，以观察斜纹结构组织点的不同对织物阻燃性能的影响。

织物试样的工艺规格如表1所示。

3 阻燃性能测试

在如窗帘、地毯等织物的设计中，其阻燃性能是重要的评价指标之一。织物的阻燃性能除了所使用的纱线阻燃性能好坏外，还与织物中阻燃纤维的含量、织物的结构有关。为评价这类阻燃织物的阻燃性能，本实验采用不同的组织结构和阻燃纱线含量，根据国标《GB/T 5455—1997 纺织品 燃烧性能试验 垂直法》来测定基于聚氯乙烯（PVC）涂层结构的阻燃窗帘织物的极限氧指数。

每一种织物试样用垂直法燃烧试验法测试3次，将测试得到的极限氧指数结果取平均值。并根据《GB 17591—1998 阻燃机织物》阻燃性能指标等级判定标准，对织物的阻燃性能进行分级。

9组织物试样的平方米克重、阻燃纤维含量和燃烧测试数据如表2所示。

从表2中可以看到这类的极限氧指数大都落在20％~28％，根据纺织品的燃烧性能分类，此类涂层上浆结构的阻燃窗帘织物属于阻燃织物［4］。

4 分析与讨论

根据以上实验，对织物试样的阻燃性能进行等级分类，并研究织物组织、织物层数与阻燃纤维的含量对织物阻燃性能的影响。

由表2可知由于所织小样经线为易燃性普通涤纶经线，纬线为PVC涂层阻燃纤维，整体上织物小样阻燃性能介于可燃织物和难燃织物之间，属于阻燃织物。

4．1 织物组织的变化对阻燃织物阻燃性能的影响

根据表2的织物结构与极限氧指数的关系绘出图1。

图1中横坐标表示织物层数，纵坐标代表极限氧指数，根据不同的织物结构分成三个系列，每个系列中表层组织相同。将实验得到的阻燃织物的极限氧指数描点并连接起来。由图1比较可知，无论是单层、双层还是三层织物，表面组织为1/3↗斜纹的织物阻燃效果都优于2/2↗斜纹、1/3↗斜纹的织物，但情况明显随织物层数的增加而减少。王增喜等人的实验研究中也有类似结论［5］。

4．2 织物组织中PVC织物层数对阻燃性能的影响

图1中，当相同表层组织、不同层数的织物燃烧时，可以发现，双层织物的极限氧指数相对单层、三层织物而言为最高，说明双层织物的阻燃性能比单层、三层好，且单层织物的阻燃效果比三层织物好，原因可能是织物层数、厚度不再是影响PVC膜结构阻燃纺织品阻燃性能的主要因素，织物阻燃性能还受到阻燃纤维含量等因素的影响，如表2所示，三层阻燃织物中的阻燃纤维含量较其他双层、单层阻燃织物中的含量小，这一因素使三层织物的阻燃性能下降。

4．3 织物平方米克重对织物阻燃性能的影响

织物平方米克重对织物的阻燃性能的影响较为复杂，如表2所示，单层、双层、三层阻燃织物的平方米克重增长差异明显，但由于阻燃纤维含量、组织结构的共同影响，当织物结构层数较少时，阻燃性能随平方米克重的增加而增加；当织物层数较高时，织物阻燃性能随平方米克重的增加而减少。

4．4 PVC涂层结构阻燃纤维含量对织物阻燃性能的影响

阻燃纤维含量与极限氧指数关系图见图2。

根据表2所得实验数据，以阻燃纱线的含量为横坐标，对应的极限氧指数为纵坐标，作出散点图。由回归分析法拟合涂层阻燃纤维含量（x）与织物极限氧指数（y）的二次函数关系。所得趋势线函数为y ＝ 31．646x2 － 52．216x ＋ 21．755，相关系数R＝0．5322。其中y为极限氧指数，x为织物中涂层阻燃纤维含量，如图2所示。由图2可知，阻燃织物中阻燃纤维的含量增加，织物的极限氧指数总体有呈现增加趋势。

5 结 语

本实验使用以上浆挤塑方式对普通涤纶长丝进行聚氯乙烯（PVC）涂层处理制得的一种环境友好型新型阻燃纤维和环保型原液着色涤纶丝为原料，织成9组织物试样，研究织物的阻燃性能，实验结果显示此种织物属于阻燃织物。研究了织物组织、织物层数与阻燃纤维的含量对织物阻燃性能的影响。

5．1 当织物层数一定，表面组织为1/3↗斜纹的织物阻燃效果优于2/2↗斜纹、1/3↗斜纹的织物，但随织物层数的增加效果优势减少。

5．2 双层织物的阻燃性能比单层、三层好，且单层织物的阻燃效果比三层织物好，原因可能为织物组织层数不再是影响PVC涂层阻燃织物阻燃性能的主要因素，织物阻燃性能还受到阻燃纤维含量的影响。

5．3 当织物结构层数较少时，阻燃性能随平方米克重的增加而增加；当织物层数较高时，织物阻燃性能随平方米克重的增加而减少。

5．4 PVC涂层阻燃织物中阻燃纤维的含量增加，织物的极限氧指数随之呈现增加趋势。

参考文献

［1］刘伟龙，张红霞．交织型涤纶面料工艺参数与其阻燃性能的关系［J］．丝绸，2009，（12）：42－44．

［2］陆振乾．新型阻燃全遮光窗帘面料的设计［J］．丝绸，2010，（7）：30－32．

［3］史红艳．PVC涂层上浆工艺研究及其织物开发［J］．丝绸，2012，49（12）：27－29．

阻燃纤维【第四篇】

[关键词]EA防电弧面、辅料；避火服；应用

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0294-02

劳保服装网特别提醒工作环境易燃易爆的企业，应为员工配备防电弧服。防电弧服有阻燃、隔热和防电弧的功能，可在源头上杜绝安全隐患，一旦发生火灾阻燃隔热的防电弧服还能抵挡火势对人体皮肤的伤害，避免遇难。

一、项目主要原理，技术内容及路线。

项目主要原理

防电弧服能抵挡电弧的伤害主要源于防电弧服是采用高科技的材料制成。该材料具有：隔热、阻燃、不助燃、不熔融和H级电绝缘的防火、绝缘等特点。在电弧爆炸发生时，这种高科技材料会迅速地膨胀、织物炭化从而使防电弧服组织密度加大并变厚，迅速地形成保护层，从而使得人体皮肤与电弧热能的接触伤害降至最低。

根据工作环境的设备配置， 美标NFPA-70E和行标DL/T320将防电弧服按电弧热性能数值（ATPV）分为四个等级：

I级： 4cal/cm2≤ATPV 值

II级： 8 cal/cm2≤ATPV 值

III级： 25 cal/cm2≤ATPV 值

IV级： ATPV 值≥40 cal/cm2。

目前制作防电弧服的面料为阻燃电弧面料，也分为二大类

耐久性阻燃面料：阻燃锦棉，采用后整理加工方法达到阻燃效果，其阻燃效果随洗涤次数而迅速下降；

永久性阻燃面料：采用阻燃特性优异的芳纶等高新性能纤维加工，达到永久阻燃效果，但制成面料成本高，服用性差。

项目技术内容

鉴于高性能纤维具有高模量的特性，使传统的纺纱、织造、染整加工工艺无法适应。本项目主要研究

1） 多种高性能材料的应防护需求进行不同比例的混纺和成纱工艺；

2） 面料采取不同复合结构的创新，可使整体面、辅料在同一单位重量条件下防护功能提高；

3）应用染色整理技术使制成面料安全识别性能加强，克服以往高性能材料色调单一的色织工艺，使服饰按工作环境呈现安全色彩；

4）缝纫线的阻燃研制，克服安全防护服饰某元素出现问题而散架的缺陷。

通过本项目研制，使整体安全防护的服用性、舒适性大大改善，让一些高危高强度作业领域在长时间条件下使用也能保证个体安全防护，环保，在作业过程中穿着既安全，又便利作业工作，不会对人体产生因服饰过硬影响作业等不良影响，更有利于身心健康。

项目工艺路线

防电弧用面、辅料主要采用以色织技术为主的工艺路线：

多种高新性能纤维选用

按比例混和

纺纱

染纱

织造

整理

检验

成品

二、技术关键难点和主要创新内容

原材料的选用

高性能纤维有芳纶（1313、1414）、阻燃腈纶、阻燃纤维素、预氧丝、P84、PBI、PBO、PPS等，上述纤维无论在防护功能还是物理机能等方面都有各自的优势和不足，研究选用合适的纤维应对不同场合不同用途的个体安全防护要求。制成的面料无游离甲醛，对作业人员长期穿着的身心健康有可靠保障，已获国家发明专利。（附件 ）

混纺技术的研究

由于高性能纤维具有高模量的通性，应用的关键是如何将它们以科学的比例混纺，使之优势互补，扬长避短。经本项目攻关，最终选用芳纶（）、阻燃腈纶、阻燃纤维素为混纺材料，采用紧密纺与涡流纺互补技术解决了这些纤维相互混纺的关键技术，使纺制的纱线能与传统产品的后续生产技术指标基本一致，进入规模生产。

纺纱工艺：赛络紧密纺是在环锭纺纱机上将紧密纺与赛络纺技术相结合的一种新型纺纱方法，它结合了紧密纺与赛络纺的技术优势，相继完成集聚和单纱合股的过程，可直接纺制出毛羽极少、性能优良的纱线，其纱线结构及性能与普通赛络纺纱及传统环锭纱有显著的不同。对于纺制芳纶类模量较高的纤维具有很好的效果。

纺纱工艺流程：清花-梳棉-并条-粗纱-细纱-络筒-并线-合股（如表1）。

细纱工序参数：

1）集聚张力左右纤维集聚效果相对最好。

2） 集聚气流，在同样纱线号数条件下，集聚气流压力要高于常规8～12%。集聚效果最好。

3）负压值控制在1300Kpa左右对纤维的集聚效果较为理想。

4）胶琨要防静电处理，硬度要选择较小硬度，68度左右，对于毛羽和条干有效好效果。

5）车速比正常车速要略低5―10%

6）隔距块偏小控制，钢丝圈偏轻掌握。

7）车间湿度偏大，最好不低于65%

工艺条件

工艺配方

a. 染料；X克/升（按色泽）

b. 助剂；X克/升（按颜色深度）

签于芳纶的特别难染色性能，经过染料筛选发现使用阳离子染料在高温高压下染色是最适合芳纶纱线的染色，无论是色谱、色相、色泽、色牢度等综合技术指标均能满足市场需求。

该项染色技术经多年的研究和生产实践，重现性已可达95%以上，使用阳离子染料也能在高温高压条件下上染芳纶及混纺纱线，突破了几十年来芳纶“不可染色”的技术难关。

面料结构的研究

通常的防电弧面料是单结构。本项目利用热防护原理特性，经多次研究证实将面料制成双层结构，采用非连续、非紧实的针法连接，可以增强面料的空气性，同时在双层结构之间形成了一个防护晕，使防电弧性能进一步增加，阻燃效果和防电弧性能均得到良好提升，实践证明双层组织结构在同样克重条件下的面料增加防护效果20%以上，同时增强了面料的撕破强度和服用舒适性。节约原材料，减少排放。该项技术已获得国家实用新型专利（专利号：见附件）

服装服用性的研究

选用合适的阻燃纤维素的混合纺纱和双层面料结构的应用，可使整体安全防护用品的舒适性大大改善，使一些高危高强度作业领域在长时间条件下使用也不会对人体产生不良影响，服用性能可与传统的民用产品基本一致。阻燃纤维素是一种植物纤维束纤维，在吸湿性、保温能力和手感上更是优越，这种纤维可以根据具体应用对其纤度、长度和外观的要求进行工业产品的生产，选用阻燃纤维素混纺更适宜用作个体防护服的面、辅料，其阻燃性能优异，克服了其他阻燃纤维钢性强，吸湿差的缺陷，使作业人员在穿着本项目防护服饰作业过程中既安全，又有利于身心健康。

高性能热防护缝纫线的研制

除了高效防电弧面料研制外，作为服装缝制的重要元素――缝纫线的研制也是本项目研究课题。为了达到缝纫线的高速可缝性，以及对自动缝纫机的适应性，本项目设计采用芳纶并具有初捻的多条纱线进行终捻而形成，而该缝纫线为由2条以上的复纱所构成的包覆构造，其强度为4～6cN/dtex，同时具有高性能纤维本质阻燃的性能，不影响个体安全防护服饰的整体防护性能。经通用标准技术服务（上海）有限公司（SGS）检测，其阻燃标准符合国家阻燃防护部分标准。本公司已参与制定国家行业标准《FZ/T 63022-2014芳纶1313缝纫线》，目前已实施。

四、项目产品市场分析

产品市场分析及市场定位

目前市场上所采用的个体安全防护面、辅料大多是经后整理使之具有阻燃热防护功能，如棉阻燃面料，其致命弱点主要其一为使用过程中阻燃功能随洗涤次数逐步下降，其二是后整理燃料中含有对人体有害的游离甲醛。本项目产品采用本质为阻燃隔热的防护纤维，采用安全染纱的色织工艺完全没有上述致命缺陷，并且由于采用双层面料结构达到了优质轻薄，安全防护性强的目标，是目前个体安全防护领域的更新换代产品，填补了某些高危领域的空白，如海上钻井平台、采掘业，由于他们的作业环境恶劣，因此更需要优质轻薄，服用性能优异的安全防护面料。

产品与主要竞争企业同类产品的比较

主要竞争企业多为国内外知名的化纤生产商，他们为了自身的商业利益，因此多采用自己的原料为主体制成纯化纤面料，这给日常穿着的舒适性带来诸多不良影响。本项目产品另一大特点是采用了一定比例的阻燃粘胶（如奥地利兰精公司的兰精FR，属纤维素纤维）使最终产品的服用性能大大提高，对穿着作业人员的身心健康有了更大的保障，同时其废弃后的自然降解性能，具有较大的节能减排效应。