海藻酸钙纤维混纺织物阻燃性能研究

杨 琳

(1.山东省纺织科学研究院，山东 青岛 266032；2.山东省特种纺织品加工技术重点实验室，山东 青岛 266032)



海藻酸钙纤维混纺织物阻燃性能研究

杨 琳1,2

(1.山东省纺织科学研究院，山东 青岛 266032；2.山东省特种纺织品加工技术重点实验室，山东 青岛 266032)

为研究海藻酸钙纤维和阻燃粘胶纤维混纺织物的阻燃性能，将两种纤维制成同一号数的细纱并按不同混纺比制成织物，采用极限氧指数法和垂直法测试织物的阻燃性能。通过比较分析实验结果发现：纯纺阻燃粘胶纤维织物的极限氧指数为28.3%，纯纺海藻酸钙纤维织物的极限氧指数为32.7%；各类织物中，纯纺阻燃粘胶纤维织物阻燃性能最差，随着海藻酸钙纤维含量的增加，混纺织物阻燃性能变好，纯纺海藻酸钙纤维织物阻燃性能最好；当阻燃粘胶纤维和海藻酸钙纤维的混纺比为40/60时，既能保证织物具有较好的阻燃性能，也可降低成本。

阻燃粘胶纤维；海藻酸钙纤维；混纺织物；阻燃性能

日常生活使用的各类纤维制品都是易燃或可燃的,具有一定的消防隐患。据统计，全世界近一半的火灾是由纺织品失火引起的[1-2]。因此，世界各国高度重视阻燃纺织品的研发。阻燃粘胶纤维化学性质稳定，成本较低，无污染，应用广泛，具有良好的阻燃性能[3]。海藻酸钙纤维系新型高性能绿色纤维，除了具有良好的吸湿性、生物相容性和可生物降解性[4],无需添加阻燃剂就具有优异的阻燃性能[5]，但其成本较高。本文将阻燃粘胶纤维和海藻酸钙纤维制成不同混纺比的纱线，再织成组织和密度相同的平纹织物，并对不同混纺比纱线制成织物的阻燃性能测试分析[6]。最终得到混纺织物混纺比与阻燃性能之间的关系,为开发阻燃性能更优异、服用性能更好、成本低廉的混纺阻燃织物提供一定的参考。

1 试验样品、试验仪器及试验方法

1.1 试验样品

本实验采用吉林化纤股份有限公司生产的1.67 dtex×38 mm磷系共混阻燃粘胶纤维和青岛明月海藻集团生产的1.67 dtex×38 mm海藻酸钙纤维，混纺制成18.5 tex的细纱，细纱捻系数300。为了系统观察纱线阻燃性能与混纺比的关系，共设计了A、B、C、D、E、F6种不同混纺比的纱线。

将6种不同混纺比的纱线织成组织和密度相同的平纹组织，各混纺比混纺织物的基本规格如表1所示。

表1 阻燃粘胶纤维与海藻酸钙纤维混纺织物的基本规格

1.2 试验仪器及试验方法

1.2.1 极限氧指数法

参照《GB/T 5454-1997纺织品 燃烧性能试验 氧指数法》，使用LFY-605自动氧指数测定仪进行测试。将各混纺比织物裁剪成尺寸为150 mm×58 mm的试样，经纬向各15块。放置在20 ℃±2 ℃，相对湿度65%±3%的环境下平衡24 h后，取出放入密封容器内待测。

1.2.2 垂直法

参照《GB/T 5454-2014纺织品 燃烧性能试验 垂直法》(条件A)，使用LFY-601垂直法织物阻燃性能测试仪。将各混纺比织物裁剪成尺寸为300 mm×80 mm的试样，经纬向各5块。放置在20 ℃±2 ℃，相对湿度65%±3%的环境下平衡24 h后，取出放入密封容器内待测。重锤质量为226.8 g。

2 试验结果与分析

由于试验过程中不同混纺比织物的经、纬向燃烧情况基本相同，因此只做经向试验结果比对。

2.1 极限氧指数

阻燃粘胶纤维与海藻酸钙纤维混纺织物的极限氧指数测试结果见图1、表2。

图1 阻燃粘胶纤维与海藻酸钙纤维混纺织物氧指数测试结果

试样ABCDEF极限氧指数(%)28.328.929.630.831.132.7

从图1可以看出，随着海藻酸钙纤维含量的增加混纺织物的极限氧指数呈现逐渐增大的趋势，这表明要提高混纺织物的阻燃性能需要增加海藻酸钙纤维的含量。由于目前没有国家标准明确规定易燃、可燃、难燃、不燃纺织品的极限氧指数范围，因此通常情况下将纺织品分为易燃(LOI<20%)、可燃(LOI=20%～26%)、难燃(LOI=26%～34%)和不燃(LOI>35%)四个等级。从表2可以看出，不同混纺比织物的极限氧指数全部都在27%以上，全部属于难燃织物；A为阻燃粘胶纤维纯纺织物，说明阻燃粘胶纤维纯纺织物的极限氧指数为28.3%，F为海藻酸钙纤维纯纺织物，说明海藻酸钙纤维纯纺织物的极限氧指数为32.7%。同时，D、E的极限氧指数较大，且比较接近，都在30%以上，说明D、E阻燃性能相比其他混纺样品更好，D为阻燃粘胶纤维/海藻酸钙纤维(40/60)的混纺织物,E为阻燃粘胶纤维/海藻酸钙纤维(20/80)的混纺织物，从节约成本并保证织物阻燃性能的角度考虑，D的混纺比最优。

2.2 垂直法

阻燃粘胶纤维与海藻酸钙纤维混纺织物垂直法测试结果见表3。

从表3可以看出，混纺织物的损毁长度都小于150 mm，续燃时间、阴燃时间全部小于5 s，混纺织物的阻燃性能都达到了《GB/T 17591—2006 阻燃织物》中阻燃防护用织物的要求，但随着海藻酸钙纤维含量的增大，混纺织物的损毁长度、烧焦面积都逐渐减小。这表明虽然这6种织物都具有良好的阻燃性能，但随着海藻酸钙纤维含量的增大，混纺织物的阻燃性能逐渐变好。其中F的阻燃性能最好，A的阻燃性能最差，这表明阻燃粘胶纤维的阻燃性能比海藻酸钙纤维的阻燃性能差。从表3还可看出，混纺织物中E的损毁长度最小，D的损毁长度与E基本相同，且二者的续燃时间、阴燃时间都为0，燃烧现象基本相同，说明D、E的阻燃性能十分接近，且都要优于其余混纺织物，但D相对E成本较低，表明D阻燃粘胶纤维/海藻酸钙纤维(40/60)的混纺比最优。

表3 阻燃粘胶纤维与海藻酸钙纤维混纺织物垂直法测试结果

3 结论

3.1 纯阻燃粘胶纤维织物的极限氧指数为28.3%，纯海藻酸钙纤维织物的极限氧指数为32.7%，二者都为难燃纺织品。纯纺海藻酸钙纤维织物的阻燃性能最好，海藻酸钙纤维的阻燃性能要优于阻燃粘胶纤维。阻燃粘胶纤维和海藻酸钙纤维的混纺比为40/60时，混纺织物的极限氧指数为30.8%。

3.2 垂直法燃烧试验表明：随着海藻酸钙纤维含量的增加，混纺织物的损毁长度变小，阻燃性能变好。当阻燃粘胶纤维和海藻酸钙纤维的混纺比为40/60时，混纺织物的损毁长度、续燃时间、阴燃时间较好。

3.3 当阻燃粘胶纤维和海藻酸钙纤维的混纺比为40/60时，混纺织物的极限氧指数较高，阻燃性能较好，同时降低了成本，为开发阻燃性能优异、服用性能更好、成本低廉的混纺阻燃织物提供一定的参考。

[1] 乔欣.纺织品阻燃性能测试[J].非织造布,2010,18(2):23—26.

[2] 张洪坤.纺织品阻燃综述[J].印染助剂，2009,26(2)：7—11,15.

[3] 纪芳，王万秀，高鲁青.芳纶与阻燃粘胶纤维混纺织物的开发[J].棉纺织技术 2004(03)：57—58.

[4] 展义臻,朱平,赵雪,等.海藻酸纤维医用敷料的制备及开发[J].产业用纺织品, 2007(8): 39—44.

[5] 姜丽萍,孔庆山,王兵兵,等.海藻酸钙纤维的制备及阻燃性能研究[J].2008年全国阻燃学术年会论文集,2008:112—118.

[6] 陶爱玲,赵书林.芳纶1414与棉混纺织物的阻燃性研究[J].天津工业大学学报,2012,31(1):25—27.

Flame-retardant Performances of Calcium Alginate Fiber Blended Fabric

YangLin1,2

(1.Shandong Textile Research Institute, Qingdao 266032,China; 2.Shandong Provincial Key Laboratory of Special Textiles Processing Technology, Qingdao 266032,China)

In order to study the flame retardant performance of flame retardant viscose and calcium alginate fibers blended fabric, the two kinds of fibers were made fabric according to the different blending ratio. Oxygen index method and vertical method were used to test flame retardant performance of the different blended fabric. It shows that LOI of pure flame retardant viscose spinning fabric is 28.3%, LOI of pure calcium alginate fibers spinning fabric is 32.7%. Flame retardant performance of pure flame retardant viscose spinning fabrics is wore. With the increase of the content of calcium alginate fibers, the flame retardant performance of blended fabric get better. The flame retardant performance of pure calcium alginate fibers spinning fabric is better. When the blending ratio of flame retardant viscose and calcium alginate fibers is 40/60, it not only ensures the fabric excellent flame retardant performance, but also reduces the cost.

flame retardant viscose; calcium alginate fibers; blending fabrics; flame-retardant performances

2017-03-12

杨 琳(1986—)，男，山东青岛人，工程师。

TS101.92+3.9

A

1009-3028(2017)03-0008-03