“對比國外阻燃粘膠纖維,我國的阻燃粘膠纖維價格相對已經很低了。因此,加大研發力度,提高阻燃粘膠纖維性能,繼續保持國內阻燃粘膠纖維價格優勢,是我們未來一段時期內的發展趨勢。”被問及如何看待阻燃纖維“性能提上去,價格降下來”的發展趨勢時,吉林化纖股份有限公司副總工程師夏郁蔥如是說。
阻燃粘膠纖維保持了粘膠纖維原有的纖維性質,具有低煙無毒、不熔融滴落、抗火防熱等特性。吉林化纖在此領域的研究一直頗受業內肯定,公司副總工程師夏郁蔥則從阻燃粘膠纖維的結構、性能等角度剖析了該纖維在阻燃領域的應用優勢與前景。
結構特點決定性能優勢
主持人:從技術角度分析,磷系阻燃粘膠纖維具有怎樣的結構?
夏郁蔥:磷系阻燃粘膠纖維屬于纖維素纖維,化學和物理性能與棉纖維非常相似,但結構與棉纖維差別較大,在顯微鏡下觀察,纖維縱向為平直柱體,截面呈不規則的鋸齒狀。該纖維的聚合度只有250~350,與棉纖維相比聚合度較低。
磷系阻燃粘膠纖維是部分結晶的高分子化合物,晶胞參數與纖維素II相同。它的結晶度較低,結晶尺寸也較小,在電鏡中觀察不到原纖組織,結晶部分是由折疊鏈構成;它的取向度也較低,但可隨拉伸程度的增加而提高;它的截面結構不均一,皮層結構緊密,結晶度和取向度相對較高,芯層的結構較疏松,結晶度和取向度相對較低。
主持人:這樣的結構賦予磷系阻燃粘膠纖維哪些性能、特點?
夏郁蔥:粘膠纖維保持了其原有的天然纖維性質,作為阻燃纖維它主要具有六方面的性能。良好的阻燃性能:在遭遇明火、電弧、熔融金屬等危險時,可以最大限度保障使用者安全,提供全方位的熱保護,并且洗滌和摩擦等不會影響阻燃效果。優異的隔熱性能:能有效阻止高溫熱輻射傳遞,高溫下纖維不收縮、不變形。抗電弧及抗靜電性:保持粘膠纖維原有的天然抗靜電性,有效減少電弧灼傷和防止靜電發生,適于在有電弧或防爆場所使用。極佳的吸排濕性:穿著舒適透氣,高溫環境利于汗液排出,減少肌肉抽搐等身體不良反應。優良的染色性:具有天然纖維上色容易、染色艷麗、色牢度好的特點。綠色環保性:粘膠纖維是以再生的天然植物為原料,廢棄物可自然降解,符合環保要求,磷系阻燃也符合歐盟阻燃無鹵的要求。
主持人:目前,磷系阻燃粘膠纖維的制備方法主要有哪些?
夏郁蔥:阻燃粘膠纖維目前主要有三種制造方法。
第一種是添加法(共混法),將阻燃劑在紡絲前添加于紡絲原液中,阻燃劑不僅要具有優良的耐堿、耐酸、耐熱性,而且不溶于水等溶劑。
第二種是阻燃整理法,是在粘膠纖維制成后或在生產過程中,對初生纖維用含氮有機磷酸酯類化合物處理,或將三氧化二銻和含鹵素的阻燃劑以乳膠狀態涂敷于纖維的表面。
第三種是接枝共聚法,阻燃劑與纖維大分子鏈發生化學反應,讓具有阻燃效用的反應基團緊密結合在纖維素大分子上,其阻燃效果持久,但該方法操作條件復雜,過程中產生大量均聚物,使纖維強度降低,可紡性變差,且共聚型阻燃劑的開發成本過高,沒有得到廣泛應用,現在主要采用共混法。