纺织导报-阻燃聚丙烯腈纤维生产技术.pdf
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1、 纤维技术 F i b e r s T e c h n o l o g y 阻燃聚丙烯精纤维生产技术 山东雪银化纤集团公司 张玉海 摘要: 介绍了聚丙烯睛纤维的燃烧性能和队燃改性方法, 归纳了国外主 要生产厂家的队燃聚丙烯猜纤维生产工艺特点, 概述了 我国及西欧地区 的队燃法规和标准,对我国阻燃聚丙烯睛纤维的发展提出了 建议。 关键词:聚丙烯睛纤维;阻燃纤维;生产工艺; 标准 中图分类号: T Q 3 4 2 .3 , T Q 3 4 2 .7文献标识码: B 文章编号:1 0 0 3 一 3 0 2 5 ( 2 0 0 2 ) 0 3 一 0 0 2 3 一 0 2 常规聚丙烯睛纤维最大的缺
2、点是不阻燃,其极限氧 指数 ( L O I 值) 仅为1 7 一 1 8 . 5 ,在合成纤维中属最低。国 外阻燃睛纶的生产早已工业化,世界阻燃睛纶的总产量 估计已达巧万一1 6 万t / a ,约占睛纶总产量的5 % ,其中 日 本的产量已超过6 万t / a ,为其睛纶总产量的1 3 % o 我国阻燃聚丙烯睛纤维的研究和生产虽然进步较快, 但在阻燃技术、产品的阻燃性能及生产规模等方面均与 国外水平存在一定差距。 1 聚丙烯睛纤维的燃烧性能 睛纶的分子结构中通常包括3 种单体,其中以丙 烯 睛 为 主 , 主 要 官 能 团 有一 C N 、 - C O O C H 3 、 - s o 3
3、N a ( 或一 C O O N a ) 。随着第二、第三单体量的增加,纤维的 耐热性能有所下降。 与涤纶、锦纶等结晶性纤维不同,睛纶具有准晶态 结构,并且是不很完整的准晶结构,仅仅是侧向序态较 高。由于这种结构对热十分敏感,所以纤维的热稳定性 能较差。睛纶在空气中热氧化裂解,会生成丙烯睛、 H C N 、 乙睛、 氨和水等热解产物以及可燃性气体 ( 如C O 及C H 4 C 2 H 。 等低级烃类) 。 睛纶在热氧化裂解反应过程 中,由于负电性氰基的存在, 聚合物链叔碳原子上的氢, 首先被氧化生成氢过氧基, 然后氢过氧基分解, 生成H O 或H C O O 自由基,这些自由基能引发聚合物中
4、碳碳键 断裂反应, 促使燃烧继续进行。 因此, 睛纶容易点燃, 燃 烧速度较快,属于易燃性纤维 ” 。 2 聚丙烯睛纤维的阻燃改性方法 通常,L O I 值大于2 6 的纤维称阻燃纤维。阻燃纤维 在火源点燃的情况下发生燃烧,离开火源即熄灭;经2 0 次洗涤,阻燃纤维的阻燃性能不变。目前,制造阻燃睛 纶的方法主要有共聚阻燃改性法、共混阻燃改性法、热 氧化法、阻燃整理法4 种,比较如表I 。 其中共聚法在工 业生产中应用最广, 而热氧化法是睛纶特有的阻燃方法。 表1 不同 方法阻燃效果及成本比较 工艺方法 共聚阻燃改性 共混阻嫌改性 热氧化法 阻燃整理 阻燃效果 水久阻燃 持久阻燃 永久阻燃 暂时
5、阻燃P I 生产成本 高 r 卜 最高 i 氏 2 . 1 共聚阻燃改性 共聚法是将含阻燃元素( 卤、 磷等) 的乙烯基化合物 作为共聚单体, 与丙烯睛进行共聚而实现阻燃改性的。 该 法的基本要求是这类阻燃改性单体在聚合物合成的温度 条件下不发生分解,无副反应发生,对纤维性能没有严 重影响。 共聚法的优点是具有较好的阻燃效果与耐久性, 缺点是为了提高阻燃效果, 阻燃剂的加入量不能太少, 但 过多的阻燃剂又会影响纤维的物理和机械性能。 可供共聚的单体有 : 偏二氯乙烯、 氯乙烯、 偏二澳乙 烯、 澳乙烯、 烯丙基磷酸烷基醋、 双一 ( p 一 氯乙 基) 乙 烯 基磷酸醋、a一 苯乙烯磷酸二丁醋
6、、 三卤苯氧基甲基丙烯 酸醋等。据统计共聚单体以选用偏二氯乙烯居多,聚合 方法以水相聚合居多,纺丝方法则湿纺比干纺用得多。 2 2 共混阻燃改性 共混法就是在纺丝原液中混人添加型阻燃剂制取阻 燃改性睛纶的方法,其阻燃效果仅次于共聚法。共混法 制得的纤维性能与共聚法类似,但有使纤维发粘温度降 低和收缩性增加的趋势。所用添加型阻燃剂,要求颗粒 细,与P A N相容性好,不溶于凝固浴和水,纺丝过程中 不发生堵孔现象。适宜的添加型阻燃剂种类很多,有无 机化合物、有机低分子物和高分子物 ( 见表2 ) 0 表z常用添加型阻燃剂 添加型阻燃剂种类 无机化合物 有机低分子物 高分子物 作者简介:张玉海,男,
7、1 9 7 2 年生,工程师,淄博,2 5 5 0 3 0 常用的添加型阻燃剂 S b , O , , S b C 13 , 认 酸 钡( B a O + T i O , ) , 草 酸 锌 、 磷 酸 锌、磷酸钙、硼酸锌等 卤代磷酸醋类化合物、四澳邻苯二酸醉、有机锡化 合物 聚氯乙烯、氯乙烯和偏二氯乙烯的共聚物、丙烯睛 和氯乙烯的共聚物、丙烯睛和偏二氯乙烯的共聚 物、聚甲敏丙烯酸甘油醋等。 Ch i n a T e x t i l e L e a d e r Ma2 了 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWaterm
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