阻燃纤维
阻燃纤维，flame retardant缩写字母:FR 。是指在火焰中仅阴燃，本身不发生火焰，离开火焰，阴燃自行熄灭的纤维，广泛应用于服装、家居、装饰、无纺织物及填充物等。
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阻燃纤维，flame retardant缩写字母:FR 。是指在火焰中仅阴燃，本身不发生火焰，离开火焰，阴燃自行熄灭的纤维，广泛应用于服装、家居、装饰、无纺织物及填充物等。
纤维的阻燃由燃烧过程可以看出，就是设法阻碍纤维的热分解，抑制可燃性气体生成和稀释可燃性气体，改变热分解反应机理(化学机理)，阻断热反馈回路，以及隔离空气和热环境，来达到消除或减轻燃烧三要素(可燃物质、温度、氧气)的影响，而达到阻燃目的的。通常纤维阻燃的机理主要有以下几种，阻燃效果较理想的是这些作用机理的复合。阻燃作用的机理有物理的，也有化学的，根据现有的研究结果，可归纳为以下几种: (1)吸热作用。具有高热容量的阻燃剂，在高温下发生相变、脱水或脱卤化氢等吸热反应，降低纤维材料表面和火焰区的温度，减慢热裂解反应的速度，抑制可燃性气体的生成。 (2)覆盖保护作用。阻燃剂受热后，在纤维材料表面熔融形成玻璃状覆盖层，成为凝聚相和火焰之间的一个屏障。既隔绝氧气、阻止可燃性气体的扩散，又可阻挡热传导和热辐射，减少反馈给纤维材料的热量，从而抑制热裂解和燃烧反应。
(3)气体稀释作用。阻燃剂吸热分解释放出氮气、二氧化碳、二氧化硫和氨等不燃性气体，使纤维材料裂解处的可燃性气体浓度被稀释到燃烧极限以下。或使火焰中心处部分区域的氧气不足，阻止燃烧继续。此外，这种不燃性气体还有散热降温作用。它们的阻燃作用大小顺序是:N2>CO2>SO2>NH3。
(4)凝聚相阻燃。通过阻燃剂的作用，在凝聚相反应区改变纤维大分子链的热裂解反应历程，促使发生脱水、缩合、环化、交联等反应，直至炭化，以增加炭化残渣，减少可燃性气体的产生，使阻燃剂在凝聚相发挥阻燃作用。凝聚相阻燃作用的效果，与阻燃剂同纤维在化学结构上的匹配与否有密切关系。
(5)气相阻燃。添加少量抑制剂，在火焰区大量捕捉轻质自由基和氢自由基，降低自由基浓度，从而抑制或中断燃烧的连锁反应，在气相发挥阻燃作用。气相阻燃作用对纤维材料的化学结构并不敏感。
(6)微粒的表面效应。若在可燃气体中混有一定量的惰性微粒，它不仅能吸收燃烧热，降低火焰温度，而且，会如同容器的壁面那样，在微粒的表面上，将气相燃烧反应中大量的高能量氢自由基，转变成低能量的氢过氧基自由基，从而抑制气相燃烧。
(7)熔滴效应:某些热塑性合成纤维，如聚酰胺、聚酯，在加热时发生收缩熔滴，与空气的接触面积减少，甚至发生熔滴下落而离开火源，使燃烧受到一定的阻碍。
赋予纤维阻燃性能的方法主要有提高成纤高聚物的热稳定性和纤维改性两种方式。
1、提高成纤高聚物的热稳定性
纤维的裂解是纤维燃烧的最重要的环节，因为裂解将产生大量的裂解产物，其中可燃性气体或挥发性液体将作为有焰燃烧的燃料，燃烧后产生大量的热，又作用于纤维使其继续裂解，使裂解反应循环下去。提高成纤高聚物的热稳定性即提高热裂解温度，抑制可燃性气体的产生，增加炭化程度，从而使纤维不易燃烧。可有以下几种途径:
(1)在大分子链上引入芳环或芳杂环，增加分子链的刚性，提高大分子链的密集度和内聚力来增加纤维的热稳定性。
(2)通过纤维中线型大分子链间交联反应变成三维交联结构，从而阻止碳链断裂，成为不收缩不熔融的纤维。
(3)通过大分子中的氧、氮原子与金属离子螯合交联形成立体网状结构，提高热稳定性，促进纤维大分子受热后炭化，从而具有优异的阻燃性。
(4)将纤维在高温(200-300℃)空气氧化炉中处理一定时间，使纤维大分子发生氧化、环化、脱氧和炭化等反应，变成一种多共轭体系的梯形结构，从而具有耐高温性能。
2、纤维改性
纤维改性有共聚法、共混法和纤维后处理法等。
(1)共聚法:在成纤聚合物的合成过程中，把含有磷、硫、卤素等阻燃元素的化合物作为共聚单体引入到大分子链中，经纺丝制成阻燃纤维。
(2)共混法:将阻燃剂加入纺丝熔体或浆液中进行纺丝，即成为阻燃纤维。 (3)纤维后处理:在高聚物成纤后，用高能射线或引发剂使纤维与乙烯基形成的阻燃单体接枝共聚，或是用含有添加型阻燃剂的溶液处理湿法纺丝过程中的初生纤维，使阻燃剂渗入到纤维内部，从而使纤维获得持久的阻燃性能。
阻燃纤维是在国家"863"计划研究成果基础上开发的一种具有阻燃抗熔滴性能的高技术纤维新材料。该产品采用新一代纤维阻燃技术--溶胶凝胶技术，使无机高分子阻燃剂在粘胶纤维有机大分子中以纳米状态或以互穿网络状态存在，既保证了纤维优良的物理性能，又实现了低烟、无毒、无异味、不熔融滴落等特性。该纤维及纺织品同时具有阻燃、隔热和抗熔滴的效果，其应用性能、安全性能和附加值大大提高，可广泛应用于民用、工业以及军事等领域。
阻燃纤维布价格50元左右，土木建筑,桥梁、隧道、混凝土结构抗震、加固、补强材料:碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固，该材料与配套胶粘剂共同使用，可构成完整的性能卓越的同固碳纤维布材增强体系。该...
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1、安全性好。纤维遇火时不熔融，低烟不释放毒气。
2、永久性的阻燃作用。洗涤和摩擦等不会影响阻燃性能。
3、环保性。以天然纤维素纤维为载体，废弃物可自然降解，符合环保要求。
4、优良的永久性阻燃防火性能。在防止火焰蔓延、烟雾释放，抗熔融，耐用性上有良好表现。
5、良好的隔热性及防静电性能。提供全方位的热保护。
6、具有天然纤维特性。织物具有天然纤维所具有的吸放湿性能，织物具有手感柔软、舒适、透气、染色鲜艳等特点。
1、优良的永久性阻燃防火性能。在防止火焰蔓延、烟雾释放，抗熔融，耐用性上有良好表现。
2、良好的隔热性及防静电性能。提供全方位的热保护。
3、具有天然纤维特性。织物具有天然纤维的吸放湿性能，织物具有手感柔软、舒适、透气、染色鲜艳等特点。
1.防护服。
2.家居用品。
3.装饰用品。
4.成衣及未成年人服饰。
5.无纺布及填充物
主要物性及特性指标:
1.干强:1.7-1.9CN/dtex
2.湿强:≥1.0CN/dtex
3.干伸:16%
4.LOI值:》28%
附:本纤维可以和芳纶、阻燃腈纶等阻燃纤维及羊毛、尼龙等混纺。
阻燃纤维素复合材料进展
阻燃纤维素复合材料进展
阻燃功能是纤维素功能材料研究热点之一。乳液状和干粉状、无味无毒、不影响涂饰的三聚氰胺磷酸盐阻燃剂,在阻燃木质功能材料应用较多。对课题前期实验研究成果加以总结,后续课题实验研究,可选择二氧化硅(Si O2)、次磷酸铝(AHP)等阻燃剂,在纳米尺度上进行纳米纤维素/纳米二氧化硅等复合,研究其阻燃应用,为纤维素功能材料的加工和高附加值利用提供参考。
GE塑料公司推出阻燃纤维材料
GE塑料公司推出阻燃纤维材料
美国GE塑料公司纤维和纺织品全球技术经理Ann Marie Lak和全球市场工业经理Youssef Fakhreddine在“国际纤维杂志”上推介其新Ultem阻燃材料。有消息称，美国加利福尼亚州曾公布极为严格的褥垫（mattress）阻燃法规。这无疑将推动防火材料生产研究方面的发展。
1.线形芳香族耐高温阻燃纤维
（1）聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（PPTA）
PPTA在我国称为芳纶1414或对位芳纶，国外如杜邦的KEVLAR，日本帝人的TWARON等，是一种高强、高模的高性能特种合成纤维，同时也是一种优秀的耐高温阻燃纤维，其极限氧指数（LOI）可达30左右，玻璃化温度为345℃左右，高温不熔融，分解温度高达560℃。Kevlar可单独使用，更多的应用于复合材料领域。虽然Kevlar性能极其优越，但是产量少，价格昂贵，主要应用于宇航和国防工业，少量作为防弹衣之类的防护用。国内尚未实现产业化生产。
（2）聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（MPTA），我国成为芳纶1313或间位芳纶，最早是杜邦公司生产的一种间位芳族聚酰胺纤维，其商品名为Nomex。MPTA是以间苯二胺（MPD）和间苯二甲酸氯（ICI）为单体，以界面缩聚法或低温溶液缩聚后经干法纺丝而制得。Nomex的玻璃化温度为270℃左右，热分解温度高达430℃，在200℃条件下工作时间长达20000h，强度保持原来的90%，260℃热空气中连续工作1000h，强度保持原来的70%左右，MPIA纤维不熔融，LOI为32左右。Nomex能耐大多数的酸，但是长期受强酸或强碱的作用，强度会有所下降。而且，Nomex在高温水蒸汽下能缓慢脆化，且分散时放出少量可燃性一氧化碳气体。芳纶1313国内这几年发展很快，已实现产业化生产，以烟台氨纶股份有限公司生产的“NEWSTAR”牌为最优，其年产量已超过4000吨。
（3）含杂原子的芳香族纤维
在芳香族纤维分子链中引入一种或数种特定的杂原子，可以进一步提高纤维的耐试剂性能或提高耐热阻燃性。聚苯硫醚纤维（PPS）就属于该种类型。 聚苯硫醚纤维是菲利浦石油公司于1973年开发生产出来的，PPS树脂在空气中加热至接近熔点，聚合物将发生链的伸展和交联作用，相对分子质量得到进一步的提高。PPS树脂用熔融纺丝方法可制成短纤维产品。LOI可达35左右，能耐绝大多数化学试剂，在强酸、强碱和有机溶剂中的强度稳定性，仅次于聚四氮乙烯纤维。具有罕见的热稳定性，在200℃下，54天后，其断裂强度基本上没有损失，在260℃下，48h后，纤维强度保持原来的60%。
（4）芳香族杂环类纤维在芳香类纤维分子结构上引入杂环基团，限制分子构象的伸张自由度，增加主链上的共价键结合能，就有可能大幅度提高纤维的模量、强度和耐热性。
①PBI PBI纤维具有高度的绝缘性及良好的耐热性，分散温度为660℃，具有较好的热稳定性和较低的热收缩性。PBI高温无烟低毒，LOI高达48。但PBI耐光性差，在太阳光作用下，强度和相对分子质量下降显著，且对化学试剂稳定性差，此外，用于合成树脂的胺类单体具有致癌性，限制了PBI的推广。
②PBO PBO不同于PBI，不仅是一种耐高温阻燃纤维，还是一种高强、高模的高性能纤维，机械力学性能甚至比Kevlar更好。PBO是采用2，4-二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸为单体，经由液晶纺丝而得。PBO的LOI为68，热分散温度为650℃。
2.石墨化碳纤维
碳纤维指纤维化学组成中碳元素占总质量90%以上的纤维。按原料分碳纤维可分为：聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维和纤维素基碳纤维。以特殊的PAN纤维为原丝，在200-300℃的空气氧化炉中预氧化，形成一种共轭体系的梯形结构的预氧化丝，随后，于惰性气体中在1200-1600℃下碳化数分钟至数10分钟，可得碳纤维，碳纤维于惰性气体中2000-3000℃下石墨化数秒至数10秒，即得石墨化碳纤维。在2000℃的高温下，纤维形成了一种石墨状六方晶体结构，而且晶体结构越完善，纤维性能越好。
3.热固性三维交联纤维
该纤维的特点是，纤维单体中至少有一种单体具有3个或3个以上的官能团，以使纤维分子链最终能形成三维立体交联结构，并且交联结构对纤维的耐高温阻燃性能有着直接的影响。酚醛纤维和三聚氰胺缩甲醛纤维都是热固性三维交联纤维。
（1）酚醛树脂纤维（Kynol）
酚醛树脂纤维是第一具有三维交联结构的纤维，打破了热固性树脂不能成纤的传统概念，是以相对分子质量为300-2000的热塑性纯线型聚酚醛（Novolac型）为原料，经熔融纺丝后在酸和甲醛存在下进行交联而制得。由于酚醛树脂纤维高度交联，化学性质稳定，LOI可达34左右，酚醛树脂纤维高温下不溶融，也不燃烧，即使碳化成玻璃状结构也不收缩，碳化过程无可烯性气体和有毒气体产生。酚醛树脂纤维在实际应用上，却存在较多缺陷，如纤维发脆且耐磨强度低，强度仅为0.882-1.323cN/dtex，纤维染色性差，在阳光下易变色。
（2）三聚氰胺缩甲醛纤维（MF）
三聚氰胺甲醛纤维俗称密胺纤维，是以三聚氰胺和甲醛在特定的溶剂中缩聚成一定相对分子质量的预聚体，经由离心纺丝高温固化成纤。LOI高达37以上，遇火时，不收缩，不溶滴，至400℃仍能基本保持原有形状，在更高温度下碳化，基本无毒气产生，发烟量也很小，纤维白度高，色泽稳定，染色性良好，耐酸碱和绝大多数化学试剂。
4.聚四氟乙烯纤维（PTFE）
聚四氟乙烯纤维是耐高温阻燃纤维中发展最早的品种。任何溶剂都不能溶解它，而其熔点又与分解点相近，因此不能用传统的溶液或溶融纺丝方法成纤，可由乳液聚合而得的树脂经载体纺丝、膜裂纺丝或糊状挤压而制得。PTFE长期使用温度为-120-250℃，强力失效温度为310℃，加热至390℃以上时，开始发生解聚，LOI高达95。是高氧环境中最难燃的有机纤维。
5.Visil
Visil纤维是一种新兴耐高温阻燃粘胶纤维，是以纤维素和硅酸盐组成的共混纤维，短期耐热温度为1300℃，长期使用温度为320℃，LOI为31左右。
6.其他类型的耐高温阻燃纤维近年来，世界上开发出几种新型耐高温阻燃树脂原料和纤维品种，这些新品种除了具有优良的耐高温阻燃性能外，在力学性能方面更加接近或达到高性能纤维的水平（如PK和PEEK），而且和传统的高性能纤维相比生产工艺流程更简单，成品纤维的成本更低2100433B
◆ 高阻燃性
安芙丽阻燃粘胶纤维面料经多次洗涤后，仍具高阻燃性，LOI〉28%;燃烧时时不产生有害气体。
◆ 良好的可加工性
既可纯纺，又可与芳纶、腈氯纶、阻燃涤纶等多种纤维混纺，织物上染率高，染色牢度好。
◆ 复合功能性
根据用户要求，将抗菌等功能与阻燃功能有机结合，生产出具有复合功能的阻燃纤维。
◆ 高性价比
安芙丽阻燃粘胶纤维具有高性价比。
生态循环链:
产品循环经济链:
磷系阻燃剂
↓
可再生天然纤维素→浆粕→纺丝胶体→经喷丝孔在溶液中凝固成型
↓
自然分解←阻燃制品←安芙丽阻燃纤维
据造价信息网了解，目前，环保、安全、健康越来越成为人们关注的焦点，为耐高温阻燃纤维及滤料材料提供了巨大的应用市场。吉林化纤集团公司紧紧抓住这一创效空间，优化产品结构，拓展市场领域，加快新产品研发步伐，相继成功研发出高性能阻燃纤维系列精品———吉沃尔阻燃粘胶纤维和LOTAN阻燃腈纶纤维。
吉沃尔阻燃粘胶纤维以天然植物为原料，生产过程中采用纺前注射共混技术添加专用磷系阻燃剂，阻燃介质与纤维的完美结合确保了永久的阻燃保护性能，纤维拥有阻燃、隔热、不熔融滴落等特性，同时还保持了再生纤维素纤维原有的纤维特性。该纤维采用吉林化纤自行研制生产的具有高效、无卤、永久阻燃特性的粘胶专用阻燃剂，是目前国内唯一实现工业化生产的磷系粘胶纤维阻燃剂，填补了国内空白，并已获得了国家发明专利。吉沃尔阻燃粘胶纤维通过了欧盟REACH《化学品的注册、评估、授权和限制》法规认证。由50%吉沃尔粘胶纤维和50%芳纶混纺的面料还通过了欧盟阻燃防护服ENISO11612标准认证。
吉沃尔阻燃粘胶纤维具有良好的安全性、阻燃性、柔软性、吸排湿性、透气性、天然抗静电性和可降解性，是一种永久型环保阻燃纤维，在保障安全的同时让人备感舒适。由于该纤维的诸多优势性能，现已广泛应用于消防服领域，法国警察制服、POLO恤，中海油、电力系统防静电服、欧盟冶炼服，海军潜艇被装，英国、美国耐水洗婴儿床垫，民用床品窗帘等。
在我国，80%以上的消防战斗服里料，中国武警猎鹰突击队特战服、中国雪豹突击队特战服、二炮部队作训服面料均大量使用了吉林化纤生产的吉沃尔阻燃粘胶纤维。
纺织用阻燃纤维简介