摘要: 涤纶(PET)位于合成纤维之首，具有高强度、耐高温、耐磨擦、耐腐蚀、耐光等性能，广泛应用在军事、农业、工业、纺织业等领域。但涤纶织物的极限氧指数(LOI)仅达到21%左右，属于易燃材料，且在燃烧过程中会产生大量熔滴和黑烟，极易导致二次危害的发生... 展开 涤纶(PET)位于合成纤维之首，具有高强度、耐高温、耐磨擦、耐腐蚀、耐光等性能，广泛应用在军事、农业、工业、纺织业等领域。但涤纶织物的极限氧指数(LOI)仅达到21%左右，属于易燃材料，且在燃烧过程中会产生大量熔滴和黑烟，极易导致二次危害的发生。 应用于涤纶的阻燃剂主要有卤系、磷系、无机型与膨胀型四大类，由于膨胀型阻燃剂(IFR)是一种主要由磷、氮为组成元素构成的复合阻燃剂，通常包括酸源、气源和炭源，具有环保、低烟、低毒、高效等阻燃优势，因此是近年来备受关注的新型阻燃剂。碳微球(CMSs)是一种新兴的碳材料，主要在凝聚相中起阻燃作用，可作为膨胀阻燃剂中的炭源成分。聚磷酸铵(APP)具有热稳定性好、含磷量高、无污染、价格低廉等优点，属于气相阻燃，具有良好的抑烟性能，为IFR体系中酸源和气源的首选材料。通过将CMSs与APP相结合，构建新的IFR体系，因协同阻燃效应，预期可达到阻燃和抑烟双重效果。 鉴于此，本课题首先采用复配方式探讨了CMSs与APP之间的协同阻燃作用；其次，为改善两种阻燃剂成分与基体间的相容性，设计了一种以CMSs为芯材，APP为壳材的膨胀型阻燃剂(CMSs-APP)，并通过熔融共混法制备了CMSs-APP/PET复合材料，研究了其阻燃性能和力学性能，并初步探索其阻燃机理；继而，通过后整理方式，将其直接应用于涤纶织物，并研究了涤纶织物的热稳定性能、阻燃性能和力学性能等。 通过以上研究，主要得到以下结论： (1)当CMSs与APP的复配比例为1∶2，CMSs/APP阻燃剂总含量为2%时，二者协同阻燃效应最佳。CMSs/APP/PET复合材料的LOI值可达27.5%，热释放速率峰值(PHRR)值下降了45.4%，残炭量由13.2%增加到17.3%，总产烟量(TSP)值下降了13.9%，达到阻燃与抑烟的双重效应，但复合材料的抗拉强度由47.56MPa下降到18.97MPa，相比纯PET下降了60.1%。 (2)采用包覆技术制备了一系列复合阻燃剂CMSs-APP(CA)。研究得到当阻燃剂CMSs-APP含量为2%，CMSs与APP的包覆配比为1∶2(CA2)时，协同效果最佳。CA2/PET复合材料的LOI值达到28.6%，通过了UL-94测试的V-0等级。相比纯PET，CA2/PET复合材料的PHRR值下降了71.4％，火灾性能指数(FPI)值提高了177.0%，TSP值降低了18.7%，抗拉强度达到36.13Mpa。 (3)将涤纶织物浸渍于阻燃剂含量为1.3%的涂层液中两次时，阻燃效果已经达到所需要求，其LOI值达到了28.1%，相比纯涤纶织物提高了33.8%，在垂直燃烧测试中达到了B1级别，且PHRR相比纯涤纶织物降低了51.0%。 收起