摘要: 涤纶（PET）织物因其具有良好的耐磨性、热稳定性、抗变形、耐腐蚀和耐光等优点，被广泛应用于服装、窗帘及室内装饰等领域。但PET织物属于易燃纤维，极限氧指数（LOI）仅为21%左右，且在燃烧过程中会产生致命烟气和大量熔滴，因此研发高效环保的阻燃... 展开 涤纶（PET）织物因其具有良好的耐磨性、热稳定性、抗变形、耐腐蚀和耐光等优点，被广泛应用于服装、窗帘及室内装饰等领域。但PET织物属于易燃纤维，极限氧指数（LOI）仅为21%左右，且在燃烧过程中会产生致命烟气和大量熔滴，因此研发高效环保的阻燃PET织物具有重要的研究意义。鉴于此，本文提出一种新型环保高效炭-石墨烯气凝胶（GA）用于PET织物的阻燃改性，进一步构筑GA基聚磷酸铵（APP）（GA-APP）一体化复合气凝胶阻燃剂，实现了PET织物的高效阻燃与抑烟。 研究的主要内容与结果如下： 1.考察单一的GA对PET织物阻燃性能的影响。首先以还原自组装的方法制备GA，采用扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、X射线衍射光谱（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和热重（TG）对GA的形貌、分子结构和热稳定性进行分析，继而通过水热还原法将GA应用在PET织物上，并对其工艺参数进行探讨以优化其结构，通过LOI、垂直燃烧测试以及锥形量热仪（CONE）等方法，探讨了GA含量对PET织物阻燃性能的影响。研究结果表明：GA的最佳工艺条件为氧化石墨烯（GO）浓度为5mg/mL，GO与抗坏血酸（LAA）的比例为1:6，还原温度为100℃；GA含量为26.3%时，GA/PET织物的LOI值高达32.1%，但未通过垂直燃烧测试的B1等级；在700℃时的残炭量为18.7%，相比纯PET织物提高了50.8%。GA阻燃剂在降低热危害方面效果显著。与纯PET织物相比，GA/PET织物的热释放速率峰值（PHRR）从147.55kW/m2降低到33.49kW/m2，降低幅度达77.3%。总热释放（THR）从3.2MJ/m2降为1.0MJ/m2，降低幅度为68.7%，总生烟量（TSP）从0.7m2降到了0.1m2，以上结果表明GA对PET织物的阻燃抑烟均有一定的明显改善作用。 2.构筑GA-APP一体化复合气凝胶阻燃剂并研究了其对PET织物阻燃性能的影响。以3-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH550）为交联剂，通过水热还原法制备了GA-APP一体化复合气凝胶阻燃剂。以PET织物作为材料基底，将GA-APP一体化阻燃剂用于PET织物上，并通过LOI、UL-94、CONE、TG、XPS等手段分析了GA-APP结构对PET织物阻燃性能的影响。结果表明：APP与还原剂LAA的添加量是影响GA-APP结构的两个重要因素，最优工艺参数为GO:APP为2:1，GO:LAA为1:4。与GA/PET织物相比，在阻燃剂相同负载率下，GA-APP/PET织物的LOI值为34.5%，提高幅度为7.5%，且垂直燃烧测试通过了B1等级，GA-APP阻燃剂显著降低了PET织物的PHRR、THR、TSP、产烟速率（SPR）等参数，其中PHRR和THR分别降低了82.8%和75%；TSP值从0.7m2降低到了0.1m2，GA-APP/PET织物在700℃的残炭量高达28.2%，比纯PET织物和GA/PET织物分别提高了128%和50.6%，表明GA-APP一体化阻燃剂进一步改善了PET织物的阻燃与抑烟性能。 以上分析可知，通过简易可行的水热还原法制备了GA/PET织物，其对降低PET织物的热危害有显著的效果，并将其与APP结合构建的GA-APP一体化复合气凝胶阻燃剂，明显提高了PET织物的热稳定性和阻燃抑烟性能，为GA基复合气凝胶阻燃织物的研究提供了技术基础和理论依据。 收起