聚丙烯纖維的熱性能和燃燒性【明旺】
聚丙烯(PP)纖維在我國(guó)的商品名為丙綸,是成本最低的一種合成纖維。它具有密度小,強(qiáng)力高,不起球,不吸溫,耐腐蝕和保暖性好等特點(diǎn)。丙綸織物的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,已由產(chǎn)業(yè)用和鋪飾用逐步發(fā)展到服裝用等各個(gè)方面。聚丙烯刷毛纖維與大多數(shù)合成纖維一樣,屬于易燃材料,其限氧指數(shù)(LOI)為17%,且燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熔滴,極易傳播火焰,這一點(diǎn)限制了其使用范圍,因此阻燃聚丙烯纖維的研究引起了人們的普遍興趣。聚丙烯纖維做裝飾織物是不安全的,有些國(guó)家已對(duì)室內(nèi)裝飾用品和睡衣等立法,禁止使用可燃織物,因此解決聚丙烯纖維的阻燃問(wèn)題,對(duì)聚丙烯纖維的發(fā)展起著很大的促進(jìn)作用,也是化纖行業(yè)中的一個(gè)重要課題。
聚丙烯纖維的熱性能和燃燒性
聚丙烯的分子結(jié)構(gòu)以碳原子為主鏈。在氧化反應(yīng)中,其叔碳原子極易分裂,故在空氣存在下對(duì)熱十分敏感,容易氧化產(chǎn)生自由基,并使分子鏈斷裂。聚丙烯在25~100度的低溫下的熱氧化裂解速度很慢,而燃燒時(shí),當(dāng)其表面的溫度在280~300度或更高時(shí),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的氧化裂解,使相對(duì)分子質(zhì)量下降為初始相對(duì)分子質(zhì)量的1/4~1/3,并釋放出大量的燃燒熱。
氧對(duì)PP分解反應(yīng)的速率和機(jī)理有非常顯著的影響。PP在氮?dú)庵袩崃呀獾拿舾行员萈E大3.5倍,而在氮?dú)夂脱鯕夂髿夥罩蠵E大約30倍。在真空中熱降解時(shí),PP開(kāi)始產(chǎn)生揮發(fā)分的溫度比PE低100度。聚烯烴經(jīng)過(guò)加工以后,一般都含有過(guò)氧化氫物基團(tuán),將大大促進(jìn)聚合物的降解。PP主要的熱氧分解產(chǎn)物有丙烯、甲醛、乙醛、丁烯、丙酮、環(huán)已烷,燃燒產(chǎn)物主要有醛類(lèi),酮類(lèi)化合物。相對(duì)來(lái)講,PP燃燒的毒性不算太大,有實(shí)驗(yàn)表明,其燃燒的毒性主要是一氧化碳。一般認(rèn)為,PP燃燒的毒性近似于PE和木材。
聚丙烯的燃燒為無(wú)煙型,不留炭渣,但伴隨著熔滴現(xiàn)象,其在高溫下熱降解過(guò)程中放出的不飽和可燃?xì)怏w。
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