微波接枝阻燃尼龙66织物
尼龙66织物/纤维，因其优良的力学性能、耐磨性等优点成为了我国大规模工业化生产的合成纤维之一，并在日常生活和军工国防等方面有着广泛的运用，但是与其他大部分合成纤维一样，尼龙66织物/纤维本身的氧指数为20～22，仍然属于易燃物，并且由于熔点远低于着火点，导致尼龙66织物/纤维受热时产生熔滴，远不能满足工业生产和实际应用中对尼龙66织物/纤维的阻燃要求。 本实验主要采用微波接枝技术，首次将丙烯酰胺(AM)和烯丙基硫脲(ATU)接枝到尼龙66织物进行表面接枝改性，以提高织物的阻燃性能。微波接枝技术与光接枝、等离子接枝、化学接枝等接枝技术相比，具有对织物表面的损伤小、高效、节能等优点;并且由于微波辐射本身的特性，微波接枝技术可以对低活性的极性单体产生催化活化作用。主要研究内容和结果如下: 第一，研究了微波接枝丙烯酰胺（AM）对尼龙66织物的影响。研究了引发剂浓度、单体浓度、反应时间、反应温度对接枝率的影响，并通过ATR-FTIR及SEM方法证明了采用微波接枝技术成功地将AM接枝到了尼龙66织物表面。采用极限氧指数(LOI)及垂直燃烧测试分析了接枝AM对尼龙66织物阻燃性能的影响，结果表明接枝AM可以有效的改善尼龙66织物的阻燃性能。当接枝率为24.6％时，其氧指数由20.2提升到了27.0;当接枝率为23.5％时，损毁长度由17.0 cm下降到了11.5 cm。力学性能研究发现接枝AM可以改善尼龙66织物的力学性能，当接枝率为27.3％时，其断裂强力由503 N上升到617N，断裂伸长率由26.56％上升到45.32％。 第二，研究了微波接枝烯丙基硫脲(ATU)对尼龙66织物的影响。主要研究了引发剂浓度、单体浓度、预反应时间、反应时间、反应温度对接枝率的影响，并通过XPS及SEM方法证明了采用微波接枝技术成功的将ATU接枝到了尼龙66织物表面，并从侧面证明了微波场可以催化活化ATU的反应活性。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试及锥形量热分析对接枝ATU的尼龙66织物进行了阻燃性能测试，结果表明，接枝ATU到尼龙66织物表面后，即使接枝率不高但是其阻燃性能得到了明显的改善。当接枝率为2.1％时，其氧指数由20.2上升至27.6;损毁长度由17.0 cm下降至7.0 cm，并且离火即熄、熔滴倾向消失;pHRR由480.0 kw/m2降至250.6 kw/m2，TSP由1.13 m2/m2降至0.32 m2/m2。力学性能研究发现接枝ATU会略微降低改性织物的断裂强力，当接枝率为2.2％时断裂强力由1061 N下降至1021N，但是其断裂伸长率维持在29.11％。 第三，以接枝AM、ATU为基础，研究了一种以AM-VTMS水溶胶体系为胶膜、硫脲为主要阻燃剂的浸轧改性方法，以进一步提高织物的阻燃性能，并与微波接枝改性的样品进行了比较，分析了浸轧改性实验中VTMS、AM、硫脲对水溶胶体系稳定性，改性织物的阻燃性能、力学性能及耐水洗的影响。分析总结了接枝改性实验与浸轧改性实验相比存在的优缺点。
尼龙66织物;微波接枝;阻燃性能;力学性能;浸轧改性;耐水洗
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
张胜
2015
中文
TQ342.12
85
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）