Technologie und Entwicklung synthetischer flammhemmender Fasern

Flammhemmendes Silikonsystem

Zu den neuen flammhemmenden Modifizierungsmethoden für Siliziumserien gehören Flammschutzmittel auf Silikonbasis und anorganische Flammschutzmittel auf Siliziumbasis. Flammschutzmittel auf Silikonbasis sind hauptsächlich Siloxanverbindungen. Beispielsweise haben flammhemmende Polymere, die Flammschutzmittel auf Silikonbasis verwenden. Acrylnitrilfasern haben den Vorteil, dass bei der Verbrennung keine giftigen Gase entstehen und dass kein Schmelztropfen tropft. Gegenwärtig liegen anorganische Flammschutzmittel auf Siliziumbasis hauptsächlich in Form von Nanokompositen aus Polyamid und anorganischem Ton vor. Im Ausland wurde auch die Zugabe von Nanoschicht-Silikatmaterialien zum Polyester-Polymerisationsprozess oder zum Spinnen der Schmelze untersucht, um die physikalischen und mechanischen Eigenschaften sowie die Verbrennungseigenschaften von Polyestermaterialien zu modifizieren. Auch das Institut für Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat in diesem Bereich Forschungsarbeiten durchgeführt und einige Erfolge erzielt.

Die Ultrafeinheit anorganischer Flammschutzmittel ist heute zu einem Brennpunkt in der Entwicklung der Flammschutztechnologie geworden. Die Methode, das feste Flammschutzmittel mithilfe physikalischer oder chemischer Methoden in Partikel mit einer Größe von 1-100 nm zu dispergieren, wird als Nano-Flammschutztechnologie bezeichnet. Zu den physikalischen Methoden gehören die Verdampfungskondensationsmethode und die mechanische Zerkleinerungsmethode; Zu den chemischen Methoden gehören die Gasphasenreaktionsmethode und die Flüssigphasenmethode. Beispielsweise durchläuft das Antimontrioxid den Plasmabogen des Verdampfungsbereichs der Abgasreaktion, um zu verdampfen, und gelangt dann zum Abschrecken in die Kondensationskammer, wodurch Antimontrioxidpartikel mit einer Größe von 0,275 nm erhalten werden können. Die ultrafeine Flammschutzmittel-Behandlungstechnologie kann nicht nur die Flammschutzwirkung verbessern und die Menge des Flammschutzmittels reduzieren, sondern hat auch einen großen Einfluss auf die Verbesserung der Rauchbeständigkeit, Wetterbeständigkeit und Färbung des Flammschutzmittels. Das in den letzten Jahren im Ausland entwickelte kolloidale Antimontrioxid zeichnet sich durch eine geringe Partikelgröße (weniger als 100 nm), eine einfache Dispersion, eine geringe Farbstärke usw. aus und hat bei der praktischen Anwendung flammhemmender Fasern gute Ergebnisse erzielt.

Mikrokapseltechnologie

Bei der Mikrokapseltechnologie werden die flammhemmenden Partikel umhüllt, beispielsweise durch Oberflächenbehandlung von Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid mit Silan und Titanat. oder das Flammschutzmittel in den Hohlräumen des anorganischen Trägers zu absorbieren, um Waben-Mikrokapsel-Flammschutzmittel zu bilden, die die Kompatibilität von Flammschutzmitteln und Polymeren verbessern können. Silanmoleküle und Titanatmoleküle bilden eine „molekulare Filmschicht“ auf der Oberfläche von Aluminiumhydroxid- und Magnesiumhydroxidpartikeln, und es entsteht eine „Brückenbindung“ zwischen dem Flammschutzmittel und dem Polymer; Durch die Verwendung von Silikat und Silikonharz kann das organische Flammschutzmittel, das sich leicht durch Hitze zersetzt, gut geschützt werden, wodurch die thermische Stabilität des Flammschutzmittels wirksam verbessert wird. Im In- und Ausland wurde viel an der Mikroverkapselung von Flammschutzmitteln wie rotem Phosphor und Ammoniumpolyphosphat geforscht. Durch das Spinnen einer mikroverkapselten Mischung aus rotem Phosphor und Polyamid können auch flammhemmende Polyamidfasern mit selbstverlöschenden Eigenschaften erhalten werden. Verkapseltes Ammoniumpolyphosphat kann auch zur Flammhemmung von Polypropylenfasern verwendet werden.

Verbundtechnologie

Bei der Flammschutzbehandlung des Materials wurde festgestellt, dass durch die gleichzeitige Verwendung bestimmter Flammschutzmittel ein guter synergistischer Effekt erzielt und eine idealere Flammschutzwirkung erzielt werden kann. Zum Beispiel Phosphor plus Halogen, Antimon plus Halogen, Phosphor plus Stickstoff, Phosphor plus kristallines Wasser usw. Diese Compoundierungsmethode wird Compoundierungstechnologie genannt. Die Verbundanwendung einer Halogen-Phosphor-Silizium-Verbindung hat eine bessere flammhemmende Wirkung, und Halogen, Phosphor und Silizium haben eine flammhemmende synergistische Wirkung. Bei hohen Temperaturen fördern Halogen und Phosphor die Bildung von Kohlenstoff, Silizium erhöht die thermische Stabilität dieser Kohlenstoffschichten und bei der Verwendung von Siloxan anstelle von Silan wird die flammhemmende Synergie zwischen den beiden Phosphorelementen noch verstärkt.

Entwicklungsrichtung für flammhemmende synthetische Fasern

Die Entwicklung der Flammschutztechnologie für synthetische Fasern sollte in Richtung Multifunktionalisierung vorangetrieben werden. Bei gleichzeitiger Verbesserung der Flammschutzeffizienz weist die Faser gleichzeitig andere Eigenschaften auf, z. B. flammhemmende, bei normaler Temperatur leicht gefärbte Polyesterfaser usw. ; Verbesserung der Flammschutzmittel in der Faserverträglichkeit und Mischgleichmäßigkeit; die Anwendung des neuen Flammschutzsystems bei der flammhemmenden Modifizierung von Fasern usw., so dass die Marktaussichten für die Industrialisierung flammhemmender Fasern sehr breit sein werden.

Funktionsintegration

Das funktionelle Compoundieren von Flammschutzmitteln entwickelt sich zu einem neuen Entwicklungstrend, und Länder auf der ganzen Welt entwickeln derzeit dual- und multifunktionale Flammschutzmittel. Es besteht die Hoffnung, dass durch die Zugabe eines Verbundmaterials die doppelte Funktion und Vielseitigkeit eines flammhemmenden, antistatischen oder flammhemmenden, leicht färbbaren, flammhemmenden und antibakteriellen Materials erfüllt werden kann, beispielsweise durch die Verwendung von antistatischem, flammhemmendem und Polyesterchips-Mischspinnverfahren antistatische, flammhemmende Polyesterfaser. Derzeit haben Länder wie Europa, Amerika und Japan anorganische zusammengesetzte Flammschutzmittel wie Aluminiumhydroxid, Siliciumdioxid, Zinkborat und andere anorganische Substanzen mit Flammschutz- und Rauchunterdrückungsfunktionen sowie Antimontrioxid hergestellt. Die Behandlung der flammhemmenden Faser mit Fluorid trägt nicht nur zur flammhemmenden Haltbarkeit der Faser bei, sondern kann auch die Wasserdichtigkeit der Faser effektiv verbessern.