兩種阻燃纖維耐酸堿性能的對(duì)比分析

張海霞，張喜昌

(河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州450007)

隨著人民生活水平的提高和阻燃織物相關(guān)法規(guī)的完善，阻燃紡織品的開發(fā)正在不斷深化［1-3］.阻燃腈綸纖維開發(fā)較早，柔軟性和保暖性與羊毛相似，染色性好且易與其他纖維混紡，故應(yīng)用較廣［4-5］.阻燃黏膠纖維由于具有良好的阻燃性、穿著舒適性及燃燒時(shí)不熔融滴落等特性，所以發(fā)展很快［6-7］，但在生產(chǎn)加工及其產(chǎn)品的使用過程中，會(huì)不可避免地接觸到酸性或堿性物質(zhì)，所以有必要研究阻燃纖維的耐酸堿性能.本研究主要測(cè)試分析了阻燃黏膠纖維和阻燃腈綸纖維的耐酸堿性能并與普通黏膠纖維和腈綸纖維進(jìn)行了對(duì)比，以期更好地指導(dǎo)日常使用與生產(chǎn)實(shí)踐.

1 試驗(yàn)

1.1 試樣

試驗(yàn)所用的阻燃黏膠纖維、阻燃腈綸纖維和普通黏膠纖維、普通腈綸纖維的規(guī)格均為38 mm×1.67 dtex，阻燃黏膠纖維的極限氧指數(shù)LOI＞28，阻燃腈綸纖維的極限氧指數(shù)LOI＞33.

1.2 試驗(yàn)儀器和方法

耐酸性試驗(yàn):在室溫條件下，將阻燃黏膠纖維和普通黏膠纖維置于w(H2SO4)分別為0.5%，2%，7%，15%的H2SO4溶液中進(jìn)行處理;將阻燃腈綸纖維和普通腈綸纖維置于w(H2SO4)分別為5%，10%，20%，30%的H2SO4溶液中進(jìn)行處理.試樣處理1 h后取出，在蒸餾水中清洗干凈，室溫狀態(tài)下放置72 h使其自然晾干.

耐堿性試驗(yàn):在室溫條件下，將阻燃黏膠纖維和普通黏膠纖維置于w(NaOH)分別為0.5%，1.5%，3%，5%的NaOH溶液中進(jìn)行處理;將阻燃腈綸纖維和普通腈綸纖維置于w(NaOH)分別為3%，5%，8%，10%的NaOH溶液中進(jìn)行處理.試樣處理1 h后取出，在蒸餾水中清洗干凈，于室溫狀態(tài)下放置72 h使其自然晾干.

強(qiáng)伸性能測(cè)試:采用XD-1纖維細(xì)度儀測(cè)試?yán)w維的細(xì)度，采用XQ-2纖維強(qiáng)伸度儀測(cè)試?yán)w維的強(qiáng)伸性能，XD-1纖維細(xì)度儀和XQ-2纖維強(qiáng)伸度儀聯(lián)用.XD-1纖維細(xì)度儀測(cè)量纖維細(xì)度時(shí)預(yù)加張力0.2 cN，XQ-2纖維強(qiáng)伸度儀測(cè)量纖維強(qiáng)伸性能時(shí)設(shè)隔距長度20 mm、拉伸速度20 mm/min、預(yù)加張力0.2 cN，在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下分別測(cè)試50根纖維.

測(cè)試4種纖維試樣經(jīng)不同濃度的H2SO4溶液或NaOH溶液處理前后的強(qiáng)伸性能，按下式計(jì)算相應(yīng)的指標(biāo)下降率:

2 結(jié)果與分析

2.1 纖維的耐酸性

2.1.1 阻燃黏膠纖維的耐酸性

阻燃黏膠纖維和普通黏膠纖維經(jīng)不同濃度的H2SO4溶液處理前后的強(qiáng)伸性能指標(biāo)見表1.

表1 兩種黏膠纖維經(jīng)H2 SO4溶液處理前后的強(qiáng)伸性能Tab.1 Strength＆elongation of two viscose fibers treated with H2 SO4 solution

由式(1)分別計(jì)算阻燃黏膠纖維和普通黏膠纖維經(jīng)不同濃度的H2SO4溶液處理后的斷裂強(qiáng)度下降率和斷裂伸長率下降率，結(jié)果見圖1和圖2.

圖1 兩種黏膠纖維經(jīng)H2 SO4溶液處理后的斷裂強(qiáng)度下降率Fig.1 Breaking tenacity loss rate of two viscosefibers treated with H2 SO4 solution

圖2 兩種黏膠纖維經(jīng)H2 SO4溶液處理后的斷裂伸長率下降率Fig.2 Breaking elongation loss rate of two viscosefibers treated with H 2 SO4 solution

用w(H2SO4)為15%的H2SO4溶液處理后的阻燃黏膠纖維與普通黏膠纖維呈碎裂狀態(tài)，不能拉伸.由表1和圖1、圖2可知，隨著H2SO4溶液濃度的增加，阻燃黏膠纖維和普通黏膠纖維的斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長率都逐漸下降，斷裂強(qiáng)度下降率和斷裂伸長率下降率均隨著H2SO4溶液濃度的增加而增加.阻燃黏膠纖維的耐酸性與普通黏膠纖維相比略差，在實(shí)際的生產(chǎn)和使用過程中，H2SO4溶液的w(H2SO4)建議控制在1%以下，以較小為宜.

2.1.2 阻燃腈綸纖維的耐酸性

阻燃腈綸纖維和普通腈綸纖維經(jīng)不同濃度的H2SO4溶液處理前后的強(qiáng)伸性能指標(biāo)見表2.

表2 兩種腈綸纖維經(jīng)H 2 SO4溶液處理前后的強(qiáng)伸性能Tab.2 Strength＆elongation of two acrylic fibers treated with H2 SO4 solution

由式(1)分別計(jì)算阻燃腈綸纖維和普通腈綸纖維經(jīng)不同濃度的H2SO4溶液處理后的斷裂強(qiáng)度下降率和斷裂伸長率下降率，結(jié)果見圖3和圖4.

圖3 兩種腈綸纖維經(jīng)H 2 SO4溶液處理后的斷裂強(qiáng)度下降率Fig.3 Breaking tenacity loss rate of two acrylic fibers treated with H2 SO4 solution

圖4 兩種腈綸纖維經(jīng)H 2 SO4溶液處理后的斷裂伸長率下降率Fig.4 Breaking elongation loss rate of two acrylic fibers treated with H 2 SO4 solution

由表2和圖3、圖4可知，隨著H2SO4溶液濃度的增加，阻燃腈綸纖維和普通腈綸纖維的斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長率都逐漸下降，斷裂強(qiáng)度下降率和斷裂伸長率下降率均隨著H2SO4溶液濃度的增加而增加，在w(H2SO4)為10%～20%時(shí)變化比較顯著.阻燃腈綸纖維的耐酸性與普通腈綸纖維相比略差，在實(shí)際生產(chǎn)和使用過程中，H2SO4溶液的w(H2SO4)建議控制在10%以下.比較兩種阻燃纖維在進(jìn)行H2SO4溶液處理時(shí)的濃度大小與處理后的強(qiáng)伸性能變化情況，可知阻燃腈綸纖維的耐酸性要優(yōu)于阻燃黏膠纖維.

2.2 纖維的耐堿性

2.2.1 阻燃黏膠纖維的耐堿性

阻燃黏膠纖維和普通黏膠纖維經(jīng)不同濃度的NaOH溶液處理前后的強(qiáng)伸性能指標(biāo)見表3.

表3 兩種黏膠纖維經(jīng)NaOH溶液處理前后的強(qiáng)伸性能Tab.3 Strength＆elongation of two viscose fibers treated with NaOH solution

由式(1)分別計(jì)算阻燃黏膠纖維和普通黏膠纖維經(jīng)不同濃度的NaOH溶液處理后的斷裂強(qiáng)度下降率和斷裂伸長率下降率，結(jié)果見圖5和圖6.

圖5 兩種黏膠纖維經(jīng)NaOH溶液處理后的斷裂強(qiáng)度下降率Fig.5 Breaking tenacity loss rate of two viscose fibers treated with NaOH solution

圖6 兩種黏膠纖維經(jīng)NaOH溶液處理后的斷裂伸長率下降率Fig.6 Breaking elongation loss rate of two viscose fibers treated with NaOH solution

由表3和圖5、圖6可知，隨著NaOH溶液濃度的增加，阻燃黏膠纖維和普通黏膠纖維的斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長率都逐漸下降，斷裂強(qiáng)度下降率和斷裂伸長率下降率均隨著NaOH溶液濃度的增加而增加.阻燃黏膠纖維的耐堿性不如普通黏膠纖維，在實(shí)際的生產(chǎn)和使用過程中，NaOH溶液的w(NaOH)建議控制在2%以下.

2.2.2 阻燃腈綸纖維的耐堿性

阻燃腈綸纖維和普通腈綸纖維經(jīng)不同濃度的NaOH溶液處理前后的強(qiáng)伸性能指標(biāo)見表4.

表4 兩種腈綸纖維經(jīng)NaOH溶液處理前后的強(qiáng)伸性能Tab.4 Strength＆elongation of two acrylic fibers treated with NaOH solution

由式(1)分別計(jì)算阻燃腈綸纖維和普通腈綸纖維經(jīng)不同濃度的NaOH溶液處理后的斷裂強(qiáng)度下降率和斷裂伸長率下降率，結(jié)果見圖7和圖8.

圖7 兩種腈綸纖維經(jīng)NaOH溶液處理后的斷裂強(qiáng)度下降率?Fig.7 Breaking tenacity loss rate of two acrylic fibers treated with NaOH solution

圖8 兩種腈綸纖維經(jīng)NaOH溶液處理后的斷裂伸長率下降率Fig.8 Breaking elongation loss rate of two acrylic fibers treated with NaOH solution

由表4和圖7、圖8可知，隨著NaOH溶液濃度的增加，阻燃腈綸纖維和普通腈綸纖維的斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長率都逐漸下降，斷裂強(qiáng)度下降率和斷裂伸長率下降率均隨著NaOH溶液濃度的增加而增加.阻燃腈綸纖維的耐堿性不如普通腈綸纖維，在實(shí)際的生產(chǎn)和使用過程中，NaOH溶液的w(NaOH)建議控制在8%以下.比較相同濃度的NaOH溶液處理后的兩種阻燃纖維的強(qiáng)伸性能變化情況可知，阻燃腈綸纖維的耐堿性要優(yōu)于阻燃黏膠纖維.

3 結(jié)語

阻燃黏膠纖維和阻燃腈綸纖維經(jīng)不同濃度的H2SO4溶液和NaOH溶液處理后，纖維的斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長率都有所下降，隨著酸堿溶液濃度的增加下降幅度變大.對(duì)比酸堿處理時(shí)的濃度和經(jīng)酸堿處理后纖維的強(qiáng)伸性能指標(biāo)可知，阻燃腈綸纖維的耐酸堿性要優(yōu)于阻燃黏膠纖維;兩種阻燃纖維的耐酸堿性均不如用作對(duì)比樣的普通黏膠纖維和普通腈綸纖維.在實(shí)際生產(chǎn)和使用過程中，要注意控制酸堿溶液的濃度，最大限度地減少對(duì)纖維的損傷.

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