基于紫外光接枝制備耐久阻燃聚丙烯腈織物.pdf

1、一直以來(lái)，火災(zāi)嚴(yán)重威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，紡織品是引發(fā)火災(zāi)的重要隱患。聚丙烯腈纖維及紡織品以其優(yōu)良性能，在服裝、裝飾、生產(chǎn)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，然而其LOI僅為17-18.5％，極易燃燒并引發(fā)火災(zāi)。因此，尋求低成本、高效率制備阻燃聚丙烯腈纖維的方法具有重要意義。
　　本研究的第一部分采用一步法紫外光接枝技術(shù)將帶有活潑環(huán)氧基團(tuán)的GMA接枝到PAN織物中，制備PAN-g-GMA織物。采用控制變量法逐一討論了光引發(fā)劑濃度、單體濃度、浸漬

2、溫度、光照時(shí)間、光照距離對(duì)接枝率的影響，選取接枝率47％的PAN-g-GMA織物進(jìn)行化學(xué)改性，利用FTIR、XPS、XRD、SEM和TG對(duì)PAN織物以及PAN-g-GMA織物進(jìn)行了表征，并測(cè)試了樣品的極限氧指數(shù)。研究結(jié)果表明，織物接枝率隨著單體濃度的增大、浸漬溫度的升高、光照時(shí)間的延長(zhǎng)以及光照距離的縮短而增大，在BP濃度升高時(shí)接枝率呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。與PAN織物相比，PAN-g-GMA織物的紅外光譜圖中出現(xiàn)了環(huán)氧基團(tuán)的特征吸收峰

3、，其表面元素O/C顯著增加，纖維表面由光滑變粗糙，表明GMA已成功接枝到織物表面;PAN織物，PAN-g-GMA織物的XRD譜圖整體形狀未發(fā)生變化，僅衍射峰的強(qiáng)度有所變化，表明接枝反應(yīng)沒有破壞聚丙烯腈織物的晶體結(jié)構(gòu);與PAN織物相比，PAN-g-GMA織物的熱分解起始溫度較低，殘?zhí)苛坑?8％下降到27％，且極限氧指數(shù)有所下降，此系GMA接枝鏈不穩(wěn)定導(dǎo)致織物熱穩(wěn)定性下降。
　　本研究第二部分依次使用乙二胺和磷酸對(duì)接枝率為47％PAN

4、-g-GMA織物進(jìn)行了化學(xué)改性、，引入阻燃元素氮和磷，最終得到阻燃聚丙烯腈織物(FR-PAN)。利用FTIR、XPS、XRD、SEM、TG、CC和LOI等測(cè)試對(duì)化學(xué)改性過程中各階段得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析表征，并利用掃描電子顯微鏡觀察了FR-PAN織物的殘?jiān)?。與PAN-g-GMA，織物相比，PAN-g-GMA/ED織物的FTIR譜圖中環(huán)氧基團(tuán)的特征峰消失，出現(xiàn)了羥基和氨基的特征吸收峰，氮元素的含量增加，且纖維表面粗糙的顆粒變?yōu)榫鶆蚍植嫉膱A滑小

5、顆粒，表明環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生開環(huán)并與乙二胺反應(yīng);其XRD譜圖無(wú)顯著變化，表明胺化處理未破壞晶體結(jié)構(gòu);相比于PAN-g-GMA織物，PAN-g-GMA/ED織物的殘?zhí)苛拷档椭?3％，阻燃性能并未得到改善。與PAN-g-GMA/ED織物相比，F(xiàn)R-PAN織物的紅外譜圖中出現(xiàn)了O-P-O的伸縮振動(dòng)峰，其XPS譜圖出現(xiàn)了P2p特征吸收峰，且纖維表面形態(tài)發(fā)生變化，表明發(fā)生了磷?；磻?yīng);其XRD譜圖中的衍射峰減弱，表明磷?；幚斫档土丝椢锏慕Y(jié)晶度;此外，

6、FR-PAN織物的殘?zhí)苛窟_(dá)到48‰相比PAN-g-GMA/ED織物加了25％，錐形量熱測(cè)試數(shù)據(jù)中，峰值熱釋放速率、總熱釋放量、峰值煙釋放速率及總生煙量均有明顯下降，其極限氧指數(shù)也有所增加，且經(jīng)過50次水洗仍具有一定的阻燃效果，表明阻燃處理賦予了織物良好的阻燃性能。通過對(duì)FR-PAN織物殘?zhí)康膾呙桦婄R圖進(jìn)行分析，可以得出此方法制備的阻燃織物在阻燃過程中兼具固相阻燃機(jī)理和氣阻燃機(jī)理。
　　本研究采用紫外光接枝技術(shù)與化學(xué)改性結(jié)合的方法，