程博闻[1]2003年在《环境友好型阻燃纤维素纤维的研究》文中研究表明工业上生产纤维素纤维的传统方法为粘胶法，该法虽然历史悠久、工艺成熟，但工艺路线复杂，能耗多，特别是生产中对环境造成严重的污染。因此改革传统的粘胶生产工艺，开发对环境无污染的制造纤维素纤维新技术受到了国内外专家的广泛重视。此外，对纤维素纤维的阻燃改性，特别是结合环境友好特点采用无卤、低毒、低烟雾、高效阻燃剂更是纤维素纤维研究领域中的热点之一。 通过纤维素氨基甲酸酯法(Cellulose Carbamate 简称CC)纺制纤维素纤维被誉为环境友好型纤维素纤维。本文采用环境友好的纤维素氨基甲酸酯法生产阻燃纤维素纤维，首先研究了碱法、液氨法、电子束辐射法、蒸汽闪爆和氨闪爆法及超声波法活化纤维素后其结构的变化，在此基础上探讨了纤维素氨基甲酸酯的合成方法及其条件，又自己合成了叁种纤维素用磷系阻燃剂。最后，通过共混纺丝制得了阻燃纤维素纤维，并对阻燃纤维素的阻燃性能及膨胀阻燃作用机理进行了探讨和研究。 本论文研究的主要创新内容为： 1．通过物理或化学的方法对纤维素进行预处理以增加其活性表面积、改善其微孔结构，提高纤维素的可及度，促进试剂在其中的渗透、扩散和润胀，提高纤维素的反应性能是本论文研究的重要方面。关于活化的方法有很多种，本研究在国内首次用电子束辐射、蒸汽闪爆和氨闪爆法活化纤维素浆粕后用于制备纤维素氨基甲酸酯，并通过扫描电镜、X-射线衍射、红外光谱及其它手段对处理后纤维素的结构及性能进行了研究。其中氨闪爆法活化纤维素浆粕制备纤维素氨基甲酸酯在国外也未见报导。研究结果表明，在辐射后纤维素的聚合度降低，分子量分布变窄，反应性能提高，电子辐射对晶型和结晶度影响不大；蒸汽闪爆/氨闪爆处理纤维素浆粕增大了纤维素之间的空隙和纤维素中的孔隙，大大提高了试剂对纤维素的可及度，聚合度略有下降，纤维素的反应性能也明显提高，蒸汽闪爆后纤维素的晶型和结晶度基本没有变化，氨闪爆后纤维素的结晶度有所降低，结晶结构有部分由纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅲ，纤维素的反应性能也明显提高。 2．本论文通过叁氯氧磷(POCl_3)或叁氯硫磷(PSCl_3)与新戊二醇反应，再与乙二胺反应，合成了高效的纤维素用阻燃剂2，2′—氧代双(5，5—二甲基—11l，3，2—二恶磷烷—2，2′—二硫化物)(DDPS)、1，2—二(2—氧代—5，5—二甲基—1，3，2—二氧磷杂环己—2—氨基)乙烷(DDPN)以及1，2—二(2—硫代—5，5—二甲基—1，3，2 天津工业大学博士学位论文 摘要一二氧磷杂环己一2一氨基）乙烷山DPSN）。对合成工艺进行了改进和优化，使产率均在85 ％以上。采用元素分析、FTIR、核磁共振、质谱等分析方法对所合成的H种阻燃剂进行了结构鉴定。叁种阻燃剂的TG—DTA与DSC结果显示，DDPS阻燃剂的起始分解温度为205‘’C，成炭速度快，800丫时的降解残留量高达32见DDPS阻燃剂具有优良的成炭性。DDPN阻燃剂的起始分解温度为 285’C，600’C时的降解残留量为 4％，成炭性不好。DDPSN阻燃剂急剧分解区为 120’C—270‘C，800‘C时的成炭性为10％，成炭性比DDPN好，但比DDPS差，这一方面可能与DDPSN合成的纯度不高有关。其中DDPSN阻燃剂的合成不仅填补了该领域的合成空白，而且对纤维素的阻燃性能优良，为无卤膨胀阻燃体系的研究开辟了新途经，因此，具有重要的理论意义和现实意义。3．采用动态热失重法对DDPS阻燃剂进行了非等温动力学研究，利用Kissinger法和积分法分别计算了DDPS阻燃剂的表观活化能和表观指前因子，并以升温速率为10℃／＊n 的DDPS阻燃剂热重曲线为基础，利用9种常见的机理函数进行曲线拟合，判断得出 DDPS阻燃剂的热分解机理函数为卜（l－刀‘’‘＝hi，表明 DDPS阻燃剂的热分解反应机理是随机成核和生长（n—3）。4．将自己合成的阻燃剂加入到纤维素氨基甲酸酯（CC）溶液中纺丝得到环境友好型阻燃纤维素纤维及阻燃纤维素薄膜，并研究了它们的热裂解、阻燃性能及阻燃机理，研究结果显示：阻燃纤维素膜的初始热失重温度提前，热失重速率最大时对应的温度减小，800 t时的炭量增加。阻燃剂中阻燃效率的大小依次为＊＊PSN＞＊＊PS＞＊＊PN。随着阻燃剂含量增加，阻燃纤维素的成炭速度（＊FR）和残炭率（CY）都增加。当阻燃剂含量大于 18％时，纤维素膜均能够达到阻燃要求。叁种阻燃剂和纤维素氨基甲酸酯阻燃体系的研究在国内外也未见报道。 本人还在前人研究的基础上利用傅立叶红外（FTIR）谱图、广角X光衍射 （WAXD）、扫描电子显微镜（SEM）、光学显微镜、差示扫描量热仪（DSC）、克达尔定氮元素分析、铜氨溶液测定纤维素聚合度等多种手段对纤维素的碱法、液氨法、超声彼法活化纤维素后其结构的变化和合成纤维素衍生物过程中结构及性能的变化 旬进行了较为系统地研究。探讨了纤维素氨基甲酸酯的合成方法及工艺条件，并通过在纤维素氨基甲酸酯与粘胶的共混纺丝纺丝液中加入阻燃剂纺制得到了阻燃纤维素纤维，对纤维的各种性能进行了测试分析。
张秋艳[2]2018年在《环境友好型阻燃剂对LYOCELL纤维及棉织物的阻燃性能研究》文中提出论文首先采用绿色天然生物质材料对纤维素纤维进行阻燃改性研究,以期得到绿色环保型阻燃纤维素纤维。植酸是一种来源丰富、可再生、环境友好型生物质资源,具有独特六分子磷酸酯结构和较高磷含量。一般不采用植酸对纤维素纤维进行阻燃改性,因植酸的强酸性使得阻燃纤维素纤维结构遭到一定程度的破坏,严重影响纤维进一步使用。利用植酸与尿素一步反应合成出新型绿色阻燃剂植酸按,然后采用浸轧-干燥-焙烘工艺将植酸铵接枝到lyocell再生纤维素纤维的表面,获得阻燃耐久纤维。其次,针对植酸能够很好地阻燃纤维织物、但其酸性对纤维织物机械性能影响较大的问题,论文开发新型双涂覆方法制备阻燃纤维织物。鸡蛋蛋白含有多种氨基酸和较高氮含量,有望通过静电相互作用结合植酸对纤维织物进行阻燃改性。基于磷氮协效阻燃体系,同时利用蛋白质大分子结构保护纤维表面结构,使其免于植酸酸性腐蚀。采用鸡蛋蛋白作为阻燃剂涂覆到棉织物表面,显示出一定阻燃效果。应用鸡蛋蛋白与植酸双涂覆到棉织物表面,制得阻燃棉织物。结合冷场发射扫描电子显微镜、红外、X-射线光电子能谱详细表征了阻燃纤维的表面形貌、微观结构、元素组成。利用热重分析、极限氧指数仪、垂直燃烧测试仪、微型量热试仪等技术表征了纤维的热稳定性与燃烧性能,发展裂解气相质谱、热重-红外、热重-质谱联用技术跟踪分析了纤维燃烧过程。结果表明,改性lyocell纤维具有优良阻燃效果,30次循环水洗后极限氧指数达到30.5%。鸡蛋蛋白与植酸双涂覆法制备的棉织物显示高效阻燃效果。热释放速率由空白棉织物的171w/g下降至51w/g。基于测试结果,两种体系的阻燃机理推断为凝聚相与气相阻燃机理协同作用。阻燃纤维在燃烧过程中更易于生成不燃性气体,在气相稀释可燃性气体浓度,在凝固相促进纤维素脱水成炭,二者共同作用形成膨胀型炭层,发挥出高效阻燃作用。
耿存珍, 全凤玉, 夏延致[3]2011年在《阻燃纤维素纤维的最新研究进展》文中认为纤维素是自然界中取之不尽、用之不竭的可再生资源,天然纤维素纤维与合成纤维相比,具有吸湿性好、透气性强、穿着舒适等优点,但也同时存在着易燃着火的缺点。本文介绍了天然纤维素纤维进行阻燃加工的必要性,综述了纤维素用阻燃剂、国内外阻燃纤维的研究现状,并对阻燃纤维素纤维今后的研究重点和发展方向提出了建议。
孔庆岭[4]2007年在《阻燃消防防护纤维及织物的研究》文中研究说明本文研究了绿色无机纳米阻燃粘胶纤维的制备及性能、阻燃粘胶／芳纶混纺工艺与织物性能、阻燃粘胶／蜜胺纤维混纺丝工艺与织物性能，并根据消防服不同用途设计几种消防用纺织材料等。通过在粘胶纺丝原液中的加入无机硅系阻燃阻燃剂，通过凝固浴硅酸钠聚合成聚硅酸，聚硅酸与交联剂铝酸钠交联生成聚硅酸铝，与粘胶基体形成纳米互穿结构阻燃粘胶纤维。阻燃粘胶纤维具有良好的阻燃性能，热释放速率、有效燃烧热及烟气释放比未阻燃粘胶短纤维降低，燃烧残留物结构紧密。通过适当调整染色工艺可以获得性能良好的阻燃粘胶染色纤维。通过调整混纺工艺参数制备了阻燃粘胶／Basofil纤维混纺织物，阻燃粘胶／Basofil混纺纤维的燃烧性能明显降低。由于阻燃粘胶纤维采用无机纳米阻燃改性，阻燃纤维本身具有良好的阻燃效果及吸湿性，受到高温辐照时粘胶纤维中的水分和无机阻燃剂释放覆盖在表面，降低纤维温度，阻止燃烧。同时发现混纺纤维在灼烧下产生大量泡状结构残碳结构，这可能由于阻燃粘胶纤维中无机阻燃剂及纤维中含有的水分与蜜胺纤维混纺受热后发生反应，通过协效作用起到膨胀阻燃效果。通过混纺制备了阻燃粘胶／芳纶混纺织物，织物柔软的、蓬松性、吸湿透气性好，可满足高中档阻燃服装、装饰面料的质量要求。混纺织物不熔融，不熔滴，续燃时间很短。根据消防防护服使用领域不同，设计了消防服外套织物、耐高温阻燃相变调温消防服及耐高温避火防火服织物材料。
刘晓辉, 张秋艳, 任元林[5]2017年在《高效、环保植酸基阻燃整理剂阻燃的lyocell纤维》文中提出植酸是一种环境友好型的生物基化合物,具有较高的磷含量,因此可作为一种潜在的纤维素用阻燃剂。然而,利用植酸阻燃纤维素纤维的研究鲜有报道。本文首次采用植酸与尿素反应合成一种具有较高磷、氮含量的新型绿色阻燃剂-植酸铵。采用浸轧工艺将其应用于lyocell纤维的阻燃整理。通过热重分析对lyocell纤维的热稳定性能进行了表征。利用扫描电子显微镜对阻燃lyocell纤维的残炭表面形貌进行了分析。结果表明lyocell纤维的阻燃性能和耐水洗性能都得到了很大的提高。此外,利用热重-红外联用技术和热重-质谱联用技术对阻燃纤维的热分解过程进行了研究,阻燃lyocell纤维裂解过程中形成的大量残炭和不燃性气体对纤维燃烧起到了抑制作用,阻燃剂中磷氮两种阻燃元素可同时在固相和气相发挥阻燃协同作用。
程明明[6]2009年在《生物质纤维—海藻纤维及纤维素纤维燃烧性能与阻燃机理研究》文中研究表明预防火灾,是现代社会安全的一个主题内容。对由火灾引起的死亡事故进行调查的结果表明,由室内装饰品及纺织品引起的火灾占第一位。因此,对纤维材料进行处理、寻找本质阻燃的材料,并对其阻燃机理进行研究是十分必要的。本文采用各种测试手段对硅阻燃粘胶纤维和具有本质阻燃特性的海藻纤维的燃烧性能及阻燃机理进行了研究。采用热重分析仪研究了粘胶纤维、硅阻燃粘胶纤维及海藻纤维的热稳定性,结果表明,硅阻燃粘胶纤维、海藻酸及海藻酸钙纤维的热稳定性均比普通粘胶纤维高。并利用热重分析研究了硅阻燃粘胶纤维及海藻纤维的热降解动力学。采用氧指数仪研究了硅阻燃粘胶纤维及海藻纤维的燃烧性能,结果显示,硅阻燃粘胶纤维的极限氧指数由20.0%增加到29.0%,海藻酸及海藻酸钙纤维的极限氧指数分别为28.5%和48.5%。采用锥形量热仪研究了硅阻燃粘胶纤维及海藻纤维的燃烧过程以及燃烧时热量和烟气的生成量,结果表明硅阻燃粘胶纤维及海藻纤维的阻燃性能高于普通粘胶纤维。利用扫描电子显微镜对纤维的燃烧残留物形貌进行了分析。初步分析了硅阻燃粘胶纤维及海藻纤维的阻燃机理。采用红外分析对纤维在不同受热温度下及燃烧的残留物进行了分析,并结合裂解气相色谱质谱联用技术对硅阻燃粘胶纤维及海藻纤维的阻燃机理进行了深入探讨。
杨阳[7]2014年在《阻燃Lyocell纤维的制备及其结构与性能的研究》文中提出Lyocell纤维是一种再生纤维素纤维,具有优异的吸湿透气性、手感好、穿着舒适,并且原料为纤维素,自然界中来源广泛,因而受到人们广泛欢迎。但是Lyocell纤维属易燃纤维,存在燃烧的危险性,由纤维素纤维织物引发的火灾已严重影响人们的生命财产安全。纤维素纤维织物在带来各种优异产品的同时,也给我们带来了火灾隐患,为了预防火灾,保护人类生命财产安全,阻燃Lyocell纤维的开发和应用具有重要的实际意义。本论文选用环状硫代焦磷酸酯(DXL1212)、2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)和叁聚氰胺(MA)叁种阻燃剂,通过共混法添加到纤维素/NMMO-H2O溶液中,采用干湿法纺制出阻燃Lyocell纤维。本论文采用纳米粒度与电位分析仪、超声波细胞粉碎仪和离心机来表征阻燃剂的粒径和分散性,实验发现阻燃剂DXL1212在NMMO溶剂中分散均匀稳定,CEPPA和MA能很好地溶解在NMMO溶剂中。通过TG测定结果显示,阻燃剂DXL1212、CEPPA和MA的起始分解温度分别是315℃,349℃和346℃,热稳定性良好。然后采用哈克控制应力流变仪对阻燃剂/纤维素/NMMO·H2O溶液的流变性能和可纺性进行分析。实验发现添加阻燃剂的纺丝原液仍然是典型的切力变稀流体,随着阻燃剂的添加量的增加,纺丝原液的表观粘度下降。采用SEM对阻燃Lyocell纤维的形貌结构观察,结果表明DXL1212阻燃剂颗粒附着在纤维表面,纤维的表面不平整,而CEPPA和MA对纤维的表面影响较小。通过红外和元素分析发现,纤维中DXL1212实际含量比理论含量低得多,因为其在纺丝过程中流失严重；CEPPA和MA与纤维素分子结合在一起。通过光学显微镜对超声处理后纤维的原纤化现象进行观察,实验发现添加DXL1212对于Lyocell纤维的原纤化程度改善不明显,而CEPPA和MA明显改善了Lyocell纤维的原纤化程度。使用纤维细度仪和强力仪对阻燃Lyocell纤维的力学性能进行测试,结果表明,纺丝速度增加提高了纤维的力学性能；随着叁种阻燃剂添加量的增加,纤维的断裂强度和初始模量先增加后减少,伸长率逐渐下降。其中CEPPA添加量为20%时,纤维的强度和模量分别提高10.3%和40%,力学性能最佳。通过TG测定阻燃Lyocell纤维的热稳定性能,结果表明,添加15%DXL1212的Lyocell纤维热裂解的残炭量为10%,比纯Lyocell纤维有所提高,CEPPA和MA提高了纤维的起始分解温度。通过极限氧指数仪测定,结果表明当DXL1212、MA和CEPPA的添加量为30%时,极限氧指数值(LOI)都达到26%以上,而当CEPPA添加量为20%时,纤维就达到阻燃要求,添加量比较少且力学性能最佳,故CEPPA的阻燃效果更好。最后探讨了叁种阻燃剂的阻燃机理,通过SEM对阻燃纤维素膜燃烧后残渣的形貌进行观察并结合阻燃剂和阻燃纤维的TG分析,结果表明,DXL1212主要是凝聚相阻燃机理,CEPPA和MA主要是气相阻燃机理。
徐睿, 王海英, 孙睿, 雷舒[8]2012年在《纳米纤维素阻燃膜的制备及阻燃性检测概述》文中提出分别介绍了阻燃性能指标评价、阻燃纤维素纤维的制备、纳米纤维素的制备等方法,比较了阻燃防护服和森林防火服的阻燃性能指标评价国家标准,森林防火服的阻燃性能指标评价还另外采用了GB/T5454-1997纺织品燃烧性能试验氧指数法国家标准,探讨了纳米纤维素复合阻燃膜的制备方法及其应用前景。
刘鹏[9]2010年在《阻燃纤维素功能材料的研究》文中进行了进一步梳理再生纤维素材料以其来源丰富、绿色环保的特性得到了广泛应用。然而纤维素遇火极易燃烧,极大地限制了其在生活、工业等领域的使用。因此各种阻燃剂被用来制备阻燃纤维素材料。对纤维素材料的阻燃改性,特别是结合环境友好特点采用无卤、低毒、低烟雾、高效的阻燃剂成为研究领域中的热点之一。本文选用氢氧化钠/硫脲/尿素/水溶液作为纤维素的溶剂,通过分析纤维素在NaOH/尿素/硫脲/水溶剂体系中的溶解机理,研究了NaOH、尿素、硫脲的浓度以及温度对溶解性能的影响,得到该体系下纤维素的最佳溶解条件为:NaOH质量分数8%、尿素质量分数8%、硫脲质量分数6%、溶液预冷温度-10℃以下。采用环境友好的纳米SiO_2和N-P阻燃剂,通过共混法制得阻燃纤维素膜。应用极限氧指数测试、水平燃烧实验及热重分析测试对阻燃纤维素的阻燃性能和热性能进行探讨和研究。极限氧指数测试结果表明,当纳米SiO_2的添加量达到6%以上,N-P阻燃剂的添加量达到9%以上时,制得的阻燃纤维素膜的极限氧指数大于28,达到了极限氧指数的相关阻燃标准。水平燃烧实验结果表明,当纳米SiO_2的添加量为15%,N-P阻燃剂的添加量15%时,阻燃纤维素膜可以达到国家标准《塑料燃烧性能的测定—水平法和垂直法》(GB/T2408-2008)的HB等级。对阻燃纤维素膜的热分解机理研究表明,纳米SiO_2的加入吸收了一部分热量,延缓了纤维素的分解,使其进一步脱水形成较多的脱水纤维素,进而炭化,使残余炭量增加,并能够提供有效的阻隔功能,延缓挥发性降解产物的逸出,提高了纤维素材料的热稳定性能。加入的N-P阻燃剂受热分解,促进纤维素提前炭化脱水,夺取纤维素中的氢和氧,生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸,从而起到阻燃的作用。阻燃纤维素膜的残留质量较未加阻燃剂的纤维素膜残留质量提高了14%。残炭在纤维素膜表面形成绝热炭层,能进一步减少纤维素的热降解,并能隔绝氧,起到阻燃作用。通过对两种阻燃剂阻燃机理及阻燃效果的对比,发现纳米SiO_2阻燃剂的阻燃效果好于N-P阻燃剂。
陈永祥[10]2010年在《添加型粘胶纤维阻燃剂的制备及性能研究》文中认为预防火灾,是人类社会安全的一个永恒主题。粘胶纤维用途广泛,但却极易燃烧,这就要求粘胶纤维具有阻燃性,因此各种阻燃剂被用来试制阻燃粘胶纤维。适合于粘胶纤维的阻燃剂很多,大部分为含卤阻燃剂。卤系阻燃剂,特别是溴系阻燃剂以其优异的阻燃性能一直在阻燃剂领域中独占鳌头,但卤系阻燃剂的缺点在于其燃烧或热分解时会释放出大量的烟雾及有毒气体。因此,寻求低毒、无卤纤维素用阻燃剂的问题摆在了人们面前。随着人们环保意识的不断增强,以及环保法规的制定,要求阻燃剂无卤、低毒、低烟雾的要求日益强烈,各种新型无卤、低毒、低烟雾、高效的阻燃剂相继问世。磷系阻燃剂如磷-硫(P-S)类、磷-氮(P-N)类是近年来迅速发展起来的复合型阻燃剂,因其独特的阻燃机理以及无卤、低烟、低毒的特性,且符合当今环保的要求,已越来越受到阻燃剂制造商及消费者的广泛关注。本文以2-甲基-1,3-丙二醇和叁氯硫磷为原料,二甲苯为溶剂,在吡啶和叁乙胺的作用下合成了新型阻燃剂P,P'-硫代焦磷酸双(甲基丙二醇)酯(BMPDTP)。利用红外光谱、核磁共振氢谱和质谱对化合物BMPDTP的结构进行表征,并用差示扫描量热分析(DSC)和热失重(TG)对其热性能进行了研究。实验过程中,确定了合适的溶剂、反应时间、反应温度等合成条件。采用单纤维电子强力仪、极限氧指数法、热失重等分析方法研究了阻燃粘胶纤维的物理机械性能、燃烧性能和热稳定性。研究发现,阻燃粘胶纤维和粘胶纤维原丝相比,单丝的强力下降了,但并不影响纤维的纺丝性能。极限氧指数分析表明：随着阻燃剂含量的增加,阻燃粘胶纤维的LOI变大,当阻燃粘胶纤维中阻燃剂含量为20%时,就已经达到了国家的阻燃标准要求。热失重分析表明阻燃粘胶纤维的热稳定性与纤维原丝相比有了很大提高。
参考文献：
[1]. 环境友好型阻燃纤维素纤维的研究[D]. 程博闻. 天津工业大学. 2003
[2]. 环境友好型阻燃剂对LYOCELL纤维及棉织物的阻燃性能研究[D]. 张秋艳. 天津工业大学. 2018
[3]. 阻燃纤维素纤维的最新研究进展[C]. 耿存珍, 全凤玉, 夏延致. 2011年中国阻燃学术年会会议论文集. 2011
[4]. 阻燃消防防护纤维及织物的研究[D]. 孔庆岭. 青岛大学. 2007
[5]. 高效、环保植酸基阻燃整理剂阻燃的lyocell纤维[C]. 刘晓辉, 张秋艳, 任元林. 中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题N：阻燃高分子材料. 2017
[6]. 生物质纤维—海藻纤维及纤维素纤维燃烧性能与阻燃机理研究[D]. 程明明. 青岛大学. 2009
[7]. 阻燃Lyocell纤维的制备及其结构与性能的研究[D]. 杨阳. 东华大学. 2014
[8]. 纳米纤维素阻燃膜的制备及阻燃性检测概述[J]. 徐睿, 王海英, 孙睿, 雷舒. 广州化工. 2012
[9]. 阻燃纤维素功能材料的研究[D]. 刘鹏. 太原理工大学. 2010
[10]. 添加型粘胶纤维阻燃剂的制备及性能研究[D]. 陈永祥. 长春工业大学. 2010