介绍

非织造布越来越多地应用于要求阻燃的领域，而这些领域曾经是机织纺织品的唯一领域。非织造布产品主要使用合成纤维，如聚烯烃、聚酯或尼龙，这些都是高度易燃的产品。188金宝搏手机版网址特别是聚丙烯，由于其完全的脂肪烃结构，燃烧非常迅速，烟量相对较低，而且不会留下焦炭残渣。它的自燃温度约为570℃，与木材和其他纤维素材料相比，它的分解速度很快。

因此，使用合成纤维制成的非织造布在许多情况下会增加火灾风险。这一点必须得到更多的考虑，因为现在有一种趋势，即用低成本的材料取代高成本的材料，例如聚丙烯。

非织造布的阻燃性可以通过两种方式实现:添加性(在挤出前将FR化学物质与聚合物机械混合)和局部性(在纤维或织物上涂覆FR化学物质)。添加型可用于热塑性塑料，而局部处理可用于热塑性塑料，热固性和天然纤维。

什么是阻燃剂?它们是如何起作用的?

燃烧过程有几个阶段:加热、分解、点火、火焰蔓延和产生烟雾。燃烧会产生热量，这些热量被反馈并使聚合物热解，产生更多的燃料，并使燃烧过程继续进行。阻燃剂是干扰燃烧过程中的一个或几个步骤的化学物质。这有四种不同的行动模式:

1. 气相的反应，

2. 缩合相反应，

3. 冷却效果和

4. 稀释效果。

非织造布阻燃添加剂必须符合下列要求:

• 该产品不得对纤维的自然颜色或着色产生不利影响。
• 生产纤维时必须禁烟。
• 它必须对纤维的短期和长期性能没有不良影响。
• 它必须对紫外线(UV)耐久性没有不利影响。

PhysicalAction

有几种方法可以通过物理作用来延缓燃烧过程:

1. 通过保护层的形成。 在外部热流下，添加剂可以形成具有低热导率的屏蔽，可以减少从热源到材料的热传递。

2.通过冷却。添加剂的降解反应对燃烧的能量平衡有一定的影响。添加剂可以吸热降解，从而将基材冷却到维持燃烧过程所需的温度以下。

3.通过稀释。加入惰性物质(如滑石粉或白垩等填料)和在分解时产生惰性气体的添加剂，可稀释固体和气体相中的燃料，从而不超过气体混合物的最低着火极限。

化学作用

干扰燃烧过程的最重要的化学反应发生在冷凝相和气相:

1.缩合相反应。这里可以发生两种类型的反应。首先，阻燃剂可以加速聚合物的分解，造成聚合物的明显流动，从而使其退出火焰的影响范围，从而脱离。其次，阻燃剂可以在聚合物表面形成一层碳(炭化)、类似陶瓷的结构和/或玻璃。

2.气相反应。在气相中发生的燃烧过程的自由基机制被阻燃剂或其降解产物中断。

阻燃添加剂体系可以单独使用，也可以与聚合物材料中的其他体系联合使用，以获得协同效果，即保护效果高于每个体系单独添加的效果。

阻燃非织造布的不同方法

大多数纤维都是高度可燃的(高性能纤维除外)，衍生织物的可燃性在很大程度上取决于织物的结构和密度。有几种方法可以用来提高纤维基织物单独使用或与其他纤维混纺时的防火性能:

1. 涂层和/或整理处理可用于屏蔽织物免受热源和防止易燃材料的挥发。这些可能采取简单的保护涂层的形式，或者更常见的是用无机盐处理织物，当暴露于火源时，无机盐融化并形成玻璃状涂层。


2. 热不稳定的化学物质，通常是无机碳酸盐或水合物，被加入到材料中，通常作为背面涂层，以保持地毯或织物的表面特性。
   
   
3. 能够耗散大量热量的材料与织物分层或以其他方式并入复合结构。它们可能像金属箔或其他热导体一样简单，也可能像各种相变材料一样复杂，它们在分解或挥发时吸收大量热量。如果从暴露点移走足够的热量，则未达到点火的条件。

4. 促炭化学处理，可能是纤维反应性或非反应性，分别产生可洗涤性或非持久性阻燃性。
5. 能够释放自由基捕集剂的化学物质，通常是器官溴或器官氯化合物，可以掺入织物中。
6. 在合成纤维的特殊情况下(上面列出的方法对天然纤维和合成纤维都有效)，直接加入添加剂(微填料和/或纳米颗粒)或特定基团的化学接枝/共聚。

非织造布用阻燃纤维

要制作阻燃纤维，可以考虑以下几种方法:

1. 在聚合物熔体或挤压前的溶液中掺入FR添加剂，
2. FR分子在主聚合链上的共聚或接枝
3. 使用半耐用或耐用的整理。应用前两种方法的唯一候选是合成纤维。

合成纤维它们数量众多，所有这些都要求阻燃性，适合于它们的化学配方。然后，我们将重点介绍最成熟和最常用的纤维。它们包括聚乳酸(PLA)、聚酯、聚酰胺和聚丙烯。所有这些纤维都用于制作非织造布。

在外部热流为35 kW/m的条件下，采用锥形量热法研究了复合细丝的可燃性。根据粘土装载量的不同，RHR的峰值降低了38%，这表明这些PLA纤维的防火性能得到了改善。在纳米复合材料的情况下观察到焦的形成，这表明冷凝相的机制。

聚酯纤维是工业制造部门使用的主要合成纤维，可以在几个应用领域找到。由于聚酯纤维容易易燃，阻燃性是一个重要的问题。聚丙烯(PP)是目前发展最快的纤维之一，在技术终端用途中，高抗拉强度和低成本是基本特征。

一种可接受的阻燃聚丙烯，特别是纤维形成等级，应该有

1. 热稳定性达到正常PP加工温度(< 260℃)，
2. 与PP相容性好，添加剂无迁移;
3. 阻燃性能时，存在于纤维和
4. 效率在相对较低的水平(通常小于10 wt. %)，以尽量减少其对纤维/纺织品性能和成本的影响。

阻燃非织造布的应用

为了确保公众在消防方面的安全，该领域的标准、法规和要求不断讨论和修改。在测试方法和标准的迷宫中穿行并不容易。在欧洲，统一是从20世纪90年代开始的，目前仍在进行中。新规定对阻燃行业提出了新的挑战。下面报告FR非织造布的应用实例。

防护服装

防护服的领域相对较大，要求不同，因为它包括对工作和军事应用的保护，以及消防员的服装。这个问题也相对复杂，因为在这个应用领域中使用的材料需要许多特性。的确，需要热防护性能，但也必须考虑热湿传递性能和舒适性能，例如，包括轻量化，并且通常必须在热湿屏障之间找到平衡。通常，保护织物是多层服装，包含多达五或六层。消防人员的消防防护服至少由四层组成:外、内层、防潮层和保温层。这些层有望提供足够的热量，火焰，液体，化学和机械保护。由高性能纤维组成的非织造布通常用作防护服装的隔热衬垫。

座椅和室内装饰用阻火剂

阻火剂通常是高度耐火的材料，放置在家具的外部覆盖织物和座椅、床垫和室内装潢的第一层缓冲材料之下。笨重的缓冲材料是主要的燃料来源，因此是最大的潜在危险。阻火剂在热源(火焰、香烟等)和限制火焰生长和发展的缓冲材料之间起屏障作用。类织物防火材料包括由玻璃、诺梅克斯、凯夫拉尔、PBI等高耐纺织纤维制成的机织和针刺织物。现有的一些类似织物的防火剂是工程纺织产品，使用不同纤维和织物处理的组合。第一代现代阻火剂由杜邦公司在20世纪70年代推出，商品名为VonarTM。

其他应用程序

FR非织造布的另一个应用是用于建筑施工的柔性保温板。虽然传统的保温材料如矿棉或聚苯乙烯被广泛使用，但在建筑行业中也可以看到在几个应用领域所注意到的回归生态和自然的现象。天然羊毛、椰子甚至鸭毛都被用来设计隔热板。然而，所有这些材料都容易燃烧，因此需要FR处理。基于阻燃改性天然纤维的针刺非织造布和气铺非织造布的开发已被报道，并已证明此类材料满足建筑应用的要求。最后，值得注意的是，在一些应用中，一次性非织造布需要FR特性，例如用于手术室的手术窗帘以及用于汽车行业的空气过滤器。

参考文献

1. 非织造布在技术纺织品中的应用R. A.查普曼主编金宝搏在线登陆188金宝搏手机版网址
2. Textileworld.com/Articles/2011/February/New_Developments_In_Flame_Retardant_Nonwoven_Thermoplastic_PET.html
3. Iinda.org/events/training/reading/SuggestedReadings/Flame%20Retardants%20in%20the%20Nonwovens%20Industry.pdf

图片来源:

1. Legendnonwoven.en.alibaba.com

本文最初发表于Mazharul Islam Kiron经营的纺织学习者博客。