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Lyocell纤维为一种再生纤维素,具有良好的力学性能、优异的吸湿性和透气性及良好的染色性能,被广泛应用于纺织服装和装饰等领域。Lyocell纤维属于可再生资源,容易在自然界中被生物降解。然而,Lyocell纤维遇火极易燃烧,极限氧指数(LOI)仅约18%,这限制了其在生活、工业及其他领域的应用。与阻燃合成纤维相比,阻燃Lyocell纤维具有抗熔融滴落、不易产生浓烟等特点。因此在高温环境下纤维不会因熔融滴落而灼伤皮肤。对Lyocell纤维进行阻燃改性以获得阻燃性能良好的Lyocell纤维,一直是纤维改性研究的重点方向之一。
阻燃改性的方法有共混法,接枝共聚法、后处理及阻燃整理等。阻燃整理法又分为Banflam法、Pyrovatex CP法、四羟甲基氯化磷(THCP)/酰胺法及Proban法。目前,有研究团队采用改性Proban法获得的阻燃Lyocell纤维,并研究其性能。
该研究团队将阻燃剂THPC配置成一定质量浓度的水溶液,在一定的温度下,采用浸轧的方式对Lyocell纤维进行处理。然后对浸轧处理的纤维进行预烘和氨熏,再进行氧化、烘干和预缩处理,得到阻燃Lyocell纤维。阻燃处理过程中,浸有阻燃剂的纤维在氨熏设备中与氨气发生反应,氨气渗入纤维中,将阻燃剂聚合成一种高相对分子质量的不溶性三维立体聚合物。
对这种阻燃Lyocell纤维进行性能研究,研发人员发现,采用这种方法得到的阻燃Lyocell纤维的LOI值达到34.6%;阻燃整理对Lyocell纤维力学性能的影响不是很明显,与Lyocell纤维原纤相比,阻燃整理后Lyocell纤维的断裂强度和初始模量分别下降了6.2%和12.5%,断裂伸长率由11.42%降至9.64%;阻燃处理前后Lyocell纤维的表面形态出现了一定程度的变化,纵向表面相比Lyocell纤维原纤粗糙,截面上分布有阻燃剂颗粒且颗粒的分布不均匀;阻燃处理未改变Lyocell纤维的晶体结构,处理前后纤维的结晶度变化不大。