微波接枝改性尼龍66織物的燃燒性能研究.pdf

1、尼龍66(PA66)織物價(jià)格低廉，具有抗收縮性、抗磨損性和穿著舒適等多種優(yōu)良性能，在民用和軍用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是該類(lèi)織物比表面積比較大，熱穩(wěn)定性能較差，容易燃燒，并且燃燒過(guò)程產(chǎn)生熔滴，從而引發(fā)二次火災(zāi)，會(huì)對(duì)皮膚造成灼傷。所以研究PA66織物的阻燃改性對(duì)防范火災(zāi)事故和減少火災(zāi)傷亡具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文主要采用微波技術(shù)對(duì)PA66織物進(jìn)行阻燃改性。將含有阻燃元素的單體通過(guò)微波輻照接枝到PA66織物表面，對(duì)改性織物進(jìn)行了分析表征，

2、發(fā)現(xiàn)接枝法改性后PA66織物具有持久的阻燃性能;同時(shí)對(duì)比了表面浸軋法改性PA66織物的燃燒性能、手感及力學(xué)性能。本論文主要工作如下:
　　第一部分采用一步法接枝改性PA66織物。以過(guò)硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑，用微波法把含有Si元素的單體—乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)接枝到PA66織物表面。接枝反應(yīng)采用環(huán)保溶劑水作為反應(yīng)溶劑，在水溶劑中加入十二烷基磺酸鈉(SDS),從而形成乳液，VTMS可以充分分散在乳液中，實(shí)現(xiàn)了VTMS與PA6

3、6織物的成功接枝。研究了反應(yīng)條件對(duì)接枝反應(yīng)的影響規(guī)律，得到最佳反應(yīng)條件為:VTMS濃度:40 wt.％，KPS濃度:0.3wt.％，反應(yīng)溫度:75℃，反應(yīng)時(shí)間:75min。經(jīng)過(guò)VTMS接枝改性后的PA66織物熱穩(wěn)定性得到明顯改善，成碳性能顯著提高，燃燒過(guò)程的熔滴完全消除。錐量測(cè)試結(jié)果表明，純PA66織物的總熱釋放速率(THR)為6.0 MJ·m-2，改性后降低至5.4 MJ·m2;純PA66織物最大熱釋放速率(pHRR)值為291 kW

4、·m-2，改性后降低至213 kW·m-2;純PA66織物的總煙釋放量(TSR)為63.7 m2·m-2，改性后降低至50.9 m2·m2;煙釋放速率(SPR)的峰值由0.043 m2·s-1降低到0.023 m2·s-1，并且錐形量熱測(cè)試后有大量的殘?zhí)渴Ｓ?。疏水性能進(jìn)一步增強(qiáng)，力學(xué)性能在改性后變化較小。
　　第二部分采用二步法改性PA66織物。首先把含有-C=C-雙鍵的第一步接枝物甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)以微波法接枝到PA

5、66織物表面，起到橋梁的作用，然后再進(jìn)一步與硫脲接枝。該部分反應(yīng)仍以KPS為引發(fā)劑。之后再將硫脲與GMA縮合，得到硫脲改性后的PA66織物。得到的最佳反應(yīng)條件如下:GMA濃度:5wt.％，硫脲濃度:20 wt.％，反應(yīng)時(shí)間:90 min，微波功率:500 W。經(jīng)過(guò)GMA與硫脲兩步接枝改性后的織物，具有良好的熱穩(wěn)定性，氧指數(shù)由20.0提高到25.0，燃燒過(guò)程無(wú)熔滴，成碳性能良好。純PA66織物的pHRR值為291 kW·m2，改性后降低至

6、141kW·m-2;SPR的峰值由0.043 m2·s-1降低到0.037 m2·s-1;從馬弗爐煅燒后的殘?zhí)啃蚊仓锌梢杂^察到清晰的織物結(jié)構(gòu)，但不足之處是力學(xué)性能有所下降。
　　第三部分為微波合成和二浸二軋工藝表面改性。在微波環(huán)境下，將四羥甲基硫酸磷（THPS）與硫脲反應(yīng)，生成大分子聚合物，并應(yīng)用于阻燃改性PA66織物。該部分研究了織物增重和THPS與硫脲添加量的關(guān)系，得出當(dāng)THPS與硫脲兩者的物質(zhì)的量之比為6∶1時(shí)為最佳配比。經(jīng)