阻燃整理技术在棉织物上的应用

丁 帅

(1.山东省纺织科学研究院，青岛，266032;2.山东省特种纺织品加工技术重点实验室，青岛，266032)

阻燃整理技术在棉织物上的应用

丁 帅1，2

(1.山东省纺织科学研究院，青岛，266032;2.山东省特种纺织品加工技术重点实验室，青岛，266032)

介绍了棉布的阻燃整理，通过比较不同比例的化学整理剂二氧化锆和黏合剂以不同方式混合后的整理效果，确定最佳数值。

阻燃整理，二氧化锆，黏合剂

现在，纺织品的应用已经从传统意义上的服装、家居用品像窗帘、被罩等方面扩大到了工业上，随之而来的是越来越高的特殊整理要求。本文将详细介绍纺织品的防火整理。

通过织布机织出来的布是灰白色的，要通过很多不同的工艺，整理就是其中一项。整理可以让布表面更加美观，也可以根据一些特殊的目的使布具有一定的功能性。防火整理就是为了保护穿衣者不被或是尽量少被大火伤害。许多科学家和专业机构都强调了防火纺织材料的重要性，美国材料与试验协会(ASTM)设定了防火材料的标准。许多国家政府也通过立法来提高公众对于控制火灾的意识，鼓励在家中和工作环境中使用防火材料。防火整理已经被越来越广泛地应用，下面我们来研究一下防火整理在棉织物上的应用［1］。

1 材料和方法

1.1 材料

100%丝光棉布、化学阻燃剂二氧化锆和两种黏合剂:聚乙烯醇(PVA)和液态氮化硅(SLN)。

1.2 测试方法［2］

首先将质量浓度为12%的二氧化锆和质量浓度为5%的黏合剂SLN以1∶40的比例溶于水，棉布在液体中悬挂5 min后在室温和50 Pa的压力下用轧染机的轧—烘—焙工艺碾平。然后棉布水平铺在草地上，在阳光下晾干。这就是所谓的“浸一下，轧一下”。即先在悬浮液中浸泡，然后在轧染机中轧一下。同理还要进行“浸两下，轧一下”工艺(即让棉布在悬浮液中浸泡两次，只在轧染机中通过一次)和“浸三下，轧一下”。在这些过程中，通过制成不同比例的化学整理液，分别测试、记录、比较它们的整理数据，从而得出结论。按照步骤首先将质量浓度为12%的化学整理液二氧化锆与质量浓度为5%的PVA和5%的SLN分别混合，再将质量浓度为15%的化学整理液二氧化锆与质量浓度为5%的PVA和5%的SLN分别混合，再将质量浓度为12%的化学整理液二氧化锆与PVA和SLN各2.5%混合，最后将质量浓度为15%的化学整理液二氧化锆与质量浓度各为2.5%的PVA和SLN混合。

应用阻燃整理剂前后的结构参数的测量结果有以下三种:①织物经纬支数。②单位面积质量。任取25 cm2的织物，分别测量它们的质量。③体积密度。单位是克/立方厘米(g/cm3)。

2 数据分析

在这项研究中，两种黏合剂聚乙烯醇(PVA)和液态氮化硅(SLN)与二氧化锆共同混合或者分别混合。织物以“三浸”的方式进行阻燃整理，并分析了整理后的结构参数。

2.1 不同比例的二氧化锆与5%的PVA和5%的SLN分别混合的整理效果

测试数据见表1。

表1 棉布经阻燃整理后的结构参数(以下为质量百分比)

2.1.1 线密度

从表1中可以很明显的看出，所选棉布的经纱线密度是7.9 tex。当浓度为12%的化学整理液二氧化锆和浓度为5%的黏合剂SLN一起应用时，浸一次后经纱线密度是7.9 tex，浸两次和三次后，经纱线密度都是7.8 tex。当同样的化学整理液二氧化锆和浓度为5%的黏合剂PVA一起应用时，浸一次后经纱线密度是7.8 tex，浸两次和三次后，经纱线密度都是7.7 tex。而当浓度为15%的化学整理液二氧化锆和浓度为5%的黏合剂SLN一起应用时，经纱线密度是相同的，浸一次，浸两次，浸三次后的结果都是7.7 tex。但当同样的化学整理液二氧化锆和浓度为5%的黏合剂PVA一起应用时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果就都是7.6 tex了。

从表1可以看出，所选棉布的纬纱线密度是7.6 tex。当浓度为12%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂SLN一起应用时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果都是一样的。当同样的浓度为12%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂PVA一起应用时，浸一次，浸两次后的纬纱线密度都是7.5 tex，浸三次后的结果是7.4 tex。当浓度为15%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂SLN一起应用时，浸一次，浸两次后的结果是7.4 tex，浸三次后的结果是7.3 tex。当浓度为15%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂PVA一起应用时，浸一次，浸三次后的结果都是7.4 tex。

2.1.2 织物面密度

从表1可以看出，原来织物是216 g/m2，当12%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂SLN一起应用时，浸一次后的结果是237.0 g/m2，浸两次后是 244.0 g/m2，浸三次后就增加到了250.0 g/m2。当同样的12%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂PVA一起应用时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果分别是 279.0、313.6 和323.0 g/m2;当15%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂SLN一起应用时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果分别是256.0、300.0 和305.0 g/m2。当同样的15%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂PVA一起应用时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果分别是 333.0、350.0 和 373.0 g/m2。织物重量的增加是因为使用了整理剂，当整理剂的种类增加时，织物重量也增加。

2.1.3 体积密度

从表1可以看出，织物原来的体积密度是0.25 g/cm3，当12%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂SLN一起应用时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果分别是 0.27、0.29 和 0.30 g/cm3;当12%的化学整理液二氧化锆和5%的黏合剂PVA一起应用时，浸一次，浸两次的结果都是0.31 g/cm3，浸三次后的结果是0.32 g/cm3。当棉布被当15%的二氧化锆和5%的黏合剂SLN混合整理液整理时，浸三次后的结果都是0.30 g/cm3;当混合整理液是15%的二氧化锆和5%的黏合剂PVA时，浸一次后的结果是0.32 g/cm3，浸两次后的结果是0.33 g/cm3，浸三次和浸两次后的结果一样。所以可以看出，体积密度和重量有关，当重量增加时，体积密度也增加［3］。

2.2 不同比例的二氧化锆与PVA和SLN各2.5%混合后的整理效果

测试数据见表2。

2.2.1 线密度

从表2中可以看出，所选棉布的经纱线密度是7.9 tex。当化学整理液二氧化锆为浓度为12%时，仍保持在7.9 tex，但是浸两次后就变成7.8 tex，浸三次后就变成7.7 tex。当化学整理液二氧化锆为浓度为15%时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果都是7.7 tex。

表2 棉布经阻燃整理后的结构参数(整理液 +2.5%PVA+2.5%SLN)(以下为质量百分比)

这种变化趋势同样也适应于纬纱线密度。所选棉布的纬纱线密度是7.6 tex。当化学整理液二氧化锆为12%时，浸一次后纬纱线密度减小为7.7 tex，但浸两次，浸三次后都增加为7.5 tex。当化学整理液二氧化锆为浓度为15%时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果都是7.4 tex。这是因为经纱和纬纱非常紧密地纵横交错的排列，当织物浸泡收缩后，线与线之间将排列的更加紧密。

2.2.2 织物面密度

从表2可以看出，原来织物是216 g/m2，当12%的化学整理液二氧化锆和各2.5%的黏合剂SLN、PVA一起应用时，浸一次后的结果是268 g/m2，浸两次后是278 g/m2，浸三次后就增加到了286 g/m2。当二氧化锆变为15%时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果分别是294、314和339 g/m2。这是因为在整理过程中，相对于SLN，织物吸收了更多的PVA。

2.2.3 体积密度

从表2可以看出，织物原来的体积密度是0.25 g/cm3，当12%的化学整理液二氧化锆和各2.5%的黏合剂SLN、PVA一起应用时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果分别是 0.292、0.303和0.311 g/cm3;当二氧化锆变为15%时，浸一次，浸两次，浸三次后的结果分别是 0.317、0.318和0.322 g/cm3。体积密度的增加是因为二氧化锆浓度和浸次数的增加。

3 结论

当浓度为12%或者15%的化学整理液二氧化锆分别和浓度为5%的黏合剂PVA、SLN混合使用时，织物的结构参数如线密度、织物面密度和体积密度都有所增加。当浓度为12%或者15%的化学整理液二氧化锆和浓度各为2.5%的黏合剂SLN、PVA一起应用时，也有同样的趋势。

从整体来看，阻燃整理技术的发展还有很大的空间和空白，无论从事哪方面的阻燃研究，一定要本着环保、高效的原则，真正让这项技术变成造福人类的绿色技术。

［1］刘红玉，李戎，沈诚，等.阻燃整理技术最新进展［J］.印染助剂，2010，27(10):5-9.

［2］阎克路.染整工艺学教程［M］.第一分册.北京:中国纺织出版社，2005:398.

［3］LECOEUR，VROMANB I，BOURBIGOT S，et al.Flame retardant for mulations for cotton［J］.Polymer Degradation and Stability，2001，74:487-492.

［4］王世琴，刘宝生，陈小平，等.均相催化氧化降解PVA的研究［J］.印染助剂，2010，27(4):13-15.

Fire retardant finish and its effect on cotton fabrics

Ding Shuai1，2
(1.Shandong Textile Science＆ Research Institute;2.Shandong Province Key Laboratory of Special Textile Process Technology)

s:This paper presented flame retardant finish of cotton fabrics，identified optimum data by blending different proportion fire retardant chemical and binder in different ways.

flame retardant finish，zirconium dioxide，binder

TS195

A

1004－7093(2011)10－0035－03

2011－04－29

丁帅，女，1978年生，工程师。主要从事纺织工程方面的工作。