论文部分内容阅读
锦纶是世界上最早实现工业化生产的合成纤维,在合成纤维中产量居第二位,与其他合成纤维相比,锦纶纤维具有耐磨性好、回弹性高、断裂强度高、染色性好、比重小以及不易虫蛀等优点。但锦纶的热性能并不好,其易燃烧性能以及燃烧过程中产生的熔融滴落物易造成火势蔓延等缺点,限制了它的广泛应用。但是到目前为止,市场上用于锦纶后整理的阻燃产品寥寥无几。针对上述这些问题,本课题合成了两种阻燃剂,一种是交联型含硫磷酰胺类阻燃剂,另一种是共晶型含酰胺链段阻燃剂。并且将它们应用于锦纶织物整理上,具体研究内容如下:以多聚磷酸(PPA)、环氧氯丙烷(EC)为原料,在催化剂无水三氯化铝(AT)的作用下合成中间体磷酸单酯(PHME);以二环己基碳二亚胺(DCC)为缩合剂,PHME与硫脲(TU)反应得到最终目标产物含硫磷酰胺阻燃剂(FRS)。利用红外光谱(FRIR)、核磁共振(1HNMR)和热重分析(TG-DTA)表征了产物的结构与性能,并优化了合成工艺,中间体磷酸单酯(PHME)的合成:n(PPA):n(EC)=1.5:1,催化剂用量为2%,反应温度80℃,反应时间为3h;目标产物阻燃剂(FRS)的合成:n(PHME):n(TU)=1:1.1,缩合剂二环己基碳二亚胺(DCC)用量为1.5%,反应温度110℃,反应时间为2h。以自制的封端异氰酸酯做交联剂,将合成的阻燃剂应用于锦纶织物的阻燃整理,当阻燃剂用量为200g/L,交联剂用量为40g/L,焙烘温度为150℃,焙烘时间为3h,整理后锦纶织物的极限氧指数为34.1%,损毁炭长为5.7cm,水洗10次之后,极限氧指数为28.5%,损毁炭长为7.7cm。结合烟密度分析、MCC分析与XPS织物表面元素分析测试,合成的交联型含硫磷酰胺阻燃剂对锦纶织物具有较好的耐久阻燃效果。以己二酸(AA)、己二胺(HAD)为原料,以无水乙醇为溶剂,合成初始单体PA66盐;以五氧化二磷、硫脲(TU)为原料,合成阻燃单体(FR);在缩合剂DCC的催化作用下,FR与PA66缩合得到最终目标产物含酰胺共晶链段阻燃剂(PA-FR)。利用红外光谱(FRIR)、核磁共振(1HNMR)和热重分析(TG-DTA)表征了产物的结构与性能,并优化了合成工艺:m(FR):m(PA66)=2.5:1,缩合剂DCC用量为2%,反应温度为110℃,反应时间为3.5h。将合成的阻燃剂应用于锦纶织物的阻燃整理,当阻燃剂用量为200g/L,p H值为7,焙烘温度为150℃,焙烘时间为3min,整理后锦纶织物的极限氧指数为30.4%,损毁炭长为7.1cm,水洗10次之后,极限氧指数为26.8%,损毁炭长为9.4cm。结合SEM图与X-射线衍射分析测试表明,共晶型含酰胺链段阻燃剂与锦纶织物产生了较好的共晶作用,对锦纶织物具有一定的耐久阻燃效果。