阻燃纺织品应引起高度重视

布 岩 刘林林 李建军 张秀平

随着人类对生产、生活安全问题的不断重视,阻燃剂消费量也日渐增高。近几年来,一大批新型阻燃纤维及多功能阻燃纺织品的问世,标志着我国对阻燃剂及纺织阻燃技术的研发有了较快发展,但仍与国外差距仍较大。特别是高端市场基本上被国外公司所把持,而我国自己研制的技术尚有难点有待克服。

目前国外发达国家在酒店、宾馆普遍使用的阻燃产品已在家庭开始推广,而我国在公共场所使用阻燃产品还尚未得到普及,使用阻燃纺织品的比例更是稀少。因此,当安全像一把隐性的标尺,时刻衡量着我们的生活,并保障我们生产、生活的最基础时,阻燃纺织品能否引起重视,以及其燃烧性能、安全性能和生态评估是否能达到相关标准的要求这一系列问题,都将成为我们今天共同关注的话题。

纺织品:火灾不容忽视的导火索

近年来,由于加大了各种消防措施,火灾次数有所下降,但总数仍在15万～20万起左右(不含森林、草原、军队、矿井地下部分火灾)。2009年伊始,武汉500年汉正街、中央电视台新楼等接二连三的火灾更是发人深省。据有关统计,全球过去有一半的火灾起因与纺织品有关。日常生活中使用的绝大部分天然纤维、人造纤维及合成纤维都是易燃或可燃的,用这些纤维加工的纺织品也极易燃烧。我国由纺织品引起的火灾也很严重,如1985年哈尔滨天鹅饭店,一位房客熟睡后将烟头掉落在床上,引燃床上被褥,最终导致10人丧生,21间客房烧毁;1994年新疆克拉玛依市友谊宾馆发生大火,舞台灯光掉下的火星引燃纱幕,继而将化纤织物做的幕布点燃,造成323位师生死亡,130人受伤。

当火灾发生时,纺织品着火蔓延的情况更是常见。纺织品尤其是化纤产品在燃烧时,会散发出含有一氧化碳和二氧化碳、氰化氢、氯化氢、氯气、碳酸氯等呛人的有毒烟气,而据欧洲阻燃协会(EFRA)研究,每年死于火灾的人员,有很大一部分就是被有毒烟气熏呛窒息而死。

纺织品阻燃技术的现状

对纺织品的可燃性表征,可用极限氧指数(LOI)表示,即维持已燃材料继续燃烧所需要的最低含氧体积的百分率。按极限氧指数(LOI)将纺织原料分为4类:不燃(LOI≥35%)纺织品,如多数金属纤维、碳纤维、石棉、硼纤维、玻璃纤维、PBO纤维、PBI(聚苯并咪唑)纤维、聚酰亚胺纤维等;难燃(LOI=26%～34%)纺织品,如芳纶、氟纶、氯纶、改性腈纶、改性涤纶、改性丙纶、改性维纶、改性粘胶、PPS(聚苯硫醚)、海藻纤维等;可燃(LOI≥26%≤34%)纺织品,如涤纶、锦纶、维纶、羊毛、蚕丝、醋酯纤维等;易燃(LOI≤20)纺织品,如丙纶、腈纶、棉、麻、粘胶纤维、竹浆纤维、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维等。不燃纤维虽然阻燃效果好,但多数不适宜穿着或家用,而多数人们常用的天然或化学纤维都是可燃或易燃的,只有对这类纺织品进行改性或后整理才能提高他们的阻燃性能,也就是将具有阻燃功能的阻燃剂通过各种途径加入到纺织品中才能达到阻燃效果。

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,快速降温使用其终止燃烧。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去或用后整理方法将阻燃剂涂层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。

纺织品阻燃剂的简要概述

目前纺织品所用的阻燃剂大多是磷、卤素的有机物或有机物加无机物,个别的用高分子物,如环状芳香族磷酸酯、羟乙基四溴双酚A(涤纶);氯化聚丙烯、六溴环癸烷、乙二酸(五溴苯)酯、磷酸三溴苯酯-氯化石蜡、六氯环戊二烯的二聚物等(丙纶);含增效剂的卤化物体系、有机磷化物(锦纶);氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二锑等(腈纶)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘胶)等。有机含囟阻燃剂由于在由火引起的烟雾中含有囟酸,可能有导致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其他金属物件的腐蚀。对人体呼吸道和其他器官的危害更是严重,正趋于淘汰,而应用于织物阻燃的非含囟有机磷酸酯类的性能优良,处于主导地位。因为阻燃剂一旦用于纺织品上,我们就要同时考虑其安全性能和生态评估。所谓安全性,是指阻燃剂本身以及其整理工艺过程和燃烧时所产生物质的急性毒性、致癌性、对皮肤刺激性、致变异性和对水生物的毒性,这也是目前对阻燃产品安全性能主要的考核指标。所谓生态评估,主要是指生物降解性,这也是近年来逐渐受到重视的,生物降解性差的物质将会积聚,对环境造成严重影响。

重点研发环保型阻燃纺织品成为大势所趋

纺织品不同于一般建筑材料及塑料等,对阻燃剂的要求不仅要阻燃效果好,还必须满足纺织加工工艺、耐洗涤(干洗及水洗)、耐日晒、不熔滴、安全性、不吸潮、价格低等一系列要求。在阻燃纺织品研究工作中,低毒低发烟量、价廉高效、对原纤维性能无影响为目前重点研究课题。

单一成分的纺织品阻燃问题相对容易解决,而天然纤维与易熔滴的化学纤维混纺、交织织物可燃性更强,这是由于化纤遇热熔融,其中的天然纤维则像烛芯一样,将熔液吸散促使高聚物进一步分解及氧化,使燃烧更旺。如人们常用的涤与棉混纺产品的阻燃技术仍是世界性难题。

我国资源丰富,在以天然原料制成的纤维中,从海洋中棕色藻类植物中提取的海藻纤维具有较好的阻燃性,其LOI可达34%,去年由青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室自主研制的海藻纤维服装已大获成功。这种服装具有阻燃、防辐射、抗菌等多重环保功能,市场前景非常广阔。因此,不加阻燃剂而达到阻燃效果是最理想的阻燃方式,但在加工工艺、制造成本等方面还需做大量工作。

阻燃法规、标准的贯彻将扩大并规范阻燃纺织品市场

由公安部消防局组织制定的强制性国家标准GB 20286—2006《公共场所用阻燃制品燃烧性能要求和标识》已于2007年3月1日正式实施,2008年7月1日强制执行。该法规规定了公共场所用阻燃制品及组件的定义及分类、燃烧性能要求和标识等内容。该标准将公共场所阻燃制品及组件分为六个大类:其中第二类为阻燃织物。公共场所阻燃制品及组件按燃烧性能分为两个等级:阻燃1级、阻燃2级。该标准对公共场所使用的装饰墙布(毡)、窗帘、帷幕、装饰包布(毡)、床罩、家具包布等阻燃织物的燃烧性能作了详细规定,并明确了监管及罚则。

再如英国自2008年11月实施的睡衣燃烧性能BSEN14878标准,对进出口的儿童睡衣提出更多、更严格的要求,这也势必会对我纺织服装业带来积极影响。

综上所述,阻燃纺织品已备受世界各国的高度关注,伴随着一系列法规、标准的贯彻执行,未来我国阻燃纺织品市场也将不断扩大并逐步走向规范化道路。随着百姓安全意识的不断提高,国家经济发展到一定程度,有朝一日,我们也会像现在的国外发达国家一样,面向家庭全方位的推广阻燃纺织品。

(作者单位:青岛市纺织纤维检验所)