《微波化學技術在阻燃合成纖維/織物中的套用》是依託北京化工大學，由張勝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微波化學技術在阻燃合成纖維/織物中的套用
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張勝
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將首次使用微波化學技術合成含有磷、氮元素的阻燃單體，並使用微波化學將阻燃單體接枝到合成纖維的表面，製備綜合性能優良的耐久阻燃合成纖維織物;同時將使用微波化學技術合成具有阻燃功效的表面處理劑，利用微波技術對無機納米粒子進行表面處理，製備增強阻燃型無機納米粒子，包括納米粘土和埃洛石等；最後將在微波技術的輔助作用下，通過熔融紡絲，製備具有良好分散性含有阻燃增強無機納米粒子的阻燃合成纖維。將對合成產物進行結構和性能的表征分析，探討微波合成的影響因素、技術條件和工藝路線,對製備的阻燃接枝樣品和熔融紡絲阻燃纖維織物進行燃燒行為和熱性能的表征分析，研究微波的存在對無機納米粒子分散性的影響，分析阻燃接枝單體、阻燃表面處理劑對合成纖維的燃燒性能和降解歷程的影響，分析燃燒過程的改變，提出相關的阻燃機理。微波技術在阻燃劑合成和織物阻燃接枝改性、納米粒子的表面處理、以及熔融紡絲過程等方面的套用未見文獻報導。
結題摘要
本項目首次使用微波化學將多種阻燃單體，包括甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）、乙烯基三甲氧基矽烷（VTMS）、丙烯醯胺（AM）和烯丙基硫脲（ATU）等接枝到合成纖維的表面，製備了綜合性能優良的耐久阻燃合成纖維織物;同時採用微波化學技術合成具有阻燃功效的表面處理劑，利用微波技術對碳納米管、水滑石等無機納米粒子進行表面處理，製備了增強阻燃型無機納米粒子；最後在微波技術的輔助作用下，通過熔融紡絲，製備了具有良好分散性含有阻燃增強無機納米粒子的尼龍6合成纖維。 對合成產物進行結構和性能的表征分析，探討微波引發反應的影響因素、技術條件和工藝路線，確定了引發劑濃度、單體濃度、預引發時間和反應時間等最佳反應條件。對製備的阻燃接枝樣品和熔融紡絲阻燃纖維織物進行燃燒行為和熱性能的表征分析，發現阻燃單體成功接枝到織物表面後對纖維的熱降解過程產生明顯影響，可以顯著提高織物的阻燃性能，大幅度降低熱釋放速率、促進成炭量、消除或者明顯降低熔融滴落現象。例如接枝AM可以有效的改善尼龍66織物的阻燃性能。當接枝率為24.6%時，其氧指數由20.2提 升到了27.0；當接枝率為23.5%時，損毀長度由17.0cm下降到了11.5 cm。力學性能研究 發現接枝AM可以改善尼龍66織物的力學性能，當接枝率為27.3%時，其斷裂強力由503N上 升到617N，斷裂伸長率由26.56%上升到45.32%。 研究了微波的存在對無機納米粒子分散性的影響，分析了阻燃接枝單體、阻燃表面處理劑對合成纖維的燃燒性能和降解歷程的影響，分析燃燒過程的改變，提出了相關的阻燃機理。研究表明改性織物表面覆蓋有大量接枝單體或者低聚物，當改性織物受熱時，接枝鏈首先分解生成大量惰性小分子氣體，這些惰性小分子氣體不僅可以稀釋織物燃燒層周圍的可燃物、氧氣濃度 ，還可以形成氣體保護層，隔絕氧氣與織物接觸，阻礙織物分子鏈的熱氧化斷鏈反應進行。
