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含磷氮阻燃劑的合成及其在棉織物阻燃整理中的應用

發(fā)布時間:2019-04-15 14:06
【摘要】:棉是天然纖維素,擁有許多優(yōu)越的性能,如優(yōu)秀的生物相容性和降解性、透氣吸濕等,但棉織物具有可燃性,危害人類的生命和財產(chǎn)安全,因此改善棉的燃燒性能具有重要性。磷-氮阻燃劑不含鹵素,燃燒過程中不產(chǎn)生有毒氣體和煙霧,與物質的相容性較好,不容易遷移,并且磷、氮具備協(xié)同阻燃作用,在材料的阻燃整理中獲得廣泛的應用。本課題圍繞改良棉織物的阻燃性能這一目標,使用磷-氮阻燃劑接枝改性棉織物,探討整理棉織物的阻燃性能,并研究了電子束輻射工藝和傳統(tǒng)軋烘焙工藝對阻燃棉織物性能的影響。第一部分以氯磷酸二乙酯和γ-氨丙基三乙氧基硅烷為原料制備阻燃劑DTP,將其應用到棉織物上,制取阻燃棉織物。對整理后的棉織物進行SEM和XPS表征,研究阻燃整理棉織物的熱學性能、阻燃性能和機械性能;為了改善阻燃劑的水溶性,第二部分將第一部分的阻燃劑水解聚合,得到了水溶性的阻燃劑PDTP,并將其整理到棉織物上,對整理后的棉織物進行SEM和XPS表征,探究整理棉織物的熱學性能、阻燃性能和機械性能;為了探究電子束輻射(EB)工藝和傳統(tǒng)軋烘焙(PDC)工藝對阻燃棉織物性能的影響,第三部分以氯磷酸二乙酯和甲基丙烯酰胺為原料合成了阻燃劑DMPP,使用電子束輻射工藝和軋烘焙工藝將應用到棉織物的整理上,制備阻燃棉織物,通過SEM和XPS對整理棉織物進行測試表征,測試整理棉織物的熱學性能、阻燃性能和機械性能。結果表明,經(jīng)阻燃整理后的棉織物均具有杰出的阻燃性能。垂直燃燒測試和極限氧指數(shù)測試表明,PDTP整理后的棉織物的阻燃性能優(yōu)于DTP整理后的棉織物。當整理液濃度為30%時,PDTP整理棉織物的LOI值為32.0%,而DTP整理棉織物的LOI值僅為29.1%。兩種阻燃棉織物的機械性能均有所下降,但差別不大。同時,在DMPP阻燃棉織物整理中,當整理液濃度為35%時,EB-cotton和PDC-cotton的LOI值分別為30.2%和28.7%,電子束輻射工藝整理的棉織物不論是阻燃性能還是機械性能都優(yōu)于軋烘焙整理工藝。
[Abstract]:Cotton is a natural cellulose, which has many superior properties, such as excellent biocompatibility and degradation, hygroscopicity and so on. However, cotton fabric is combustible and endangers the safety of human life and property, so it is important to improve the combustion performance of cotton. Phosphorus-nitrogen flame retardant does not contain halogen, does not produce toxic gases and smoke during combustion, has good compatibility with substances, and is not easy to migrate. Moreover, phosphorus and nitrogen have synergistic flame retardancy and have been widely used in flame retardant finishing of materials. Based on the goal of improving the flame retardancy of cotton fabric, the flame retardancy of finished cotton fabric was studied by grafting phosphorus-nitrogen flame retardant into cotton fabric. The effects of electron beam irradiation and traditional rolling and baking processes on the properties of flame retardant cotton fabrics were also studied. In the first part, flame retardant DTP, was prepared by using diethyl chlorophosphate and 緯-aminopropyl triethoxysilane as raw materials. The flame retardant cotton fabric was prepared by applying it to cotton fabric. The finished cotton fabric was characterized by SEM and XPS, and the thermal, flame retardant and mechanical properties of the finished cotton fabric were studied. In order to improve the water solubility of the flame retardant, the first part of the flame retardant was hydrolyzed and polymerized in the second part, and the water soluble flame retardant PDTP, was obtained and finished on the cotton fabric. The finished cotton fabric was characterized by SEM and XPS. The thermal properties, flame retardancy and mechanical properties of finished cotton fabrics were investigated. In order to investigate the effect of electron beam radiation (EB) process and traditional rolling baking (PDC) process on the properties of flame retardant cotton fabrics, flame retardant DMPP, was synthesized from diethyl chlorophosphate and methylacrylamide. The flame retardant cotton fabric was prepared by electron beam irradiation and rolling baking process. The finished cotton fabric was characterized by SEM and XPS. The thermal, flame retardant and mechanical properties of the finished cotton fabric were tested. The results show that the flame retardant treated cotton fabrics have excellent flame retardant properties. The results of vertical combustion test and limiting oxygen index test showed that the flame retardancy of PDTP-treated cotton fabric was better than that of DTP-treated cotton fabric. When the concentration of finishing solution is 30%, the LOI value of PDTP treated cotton fabric is 32.0%, while the LOI value of DTP treated cotton fabric is only 29.1%. The mechanical properties of the two kinds of flame retardant cotton fabrics both decreased, but there was little difference. At the same time, when the concentration of finishing solution is 35%, the LOI values of EB-cotton and PDC-cotton are 30.2% and 28.7%, respectively, in the finishing of DMPP flame retardant cotton fabric. The flame retardant and mechanical properties of cotton fabrics treated by electron beam irradiation are better than those of rolling baking.
【學位授予單位】:江南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:TS195.24

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