相关部门的统计数据显示,我国每年的大小火灾都会给社会造成平均5亿元以上的经济损失,而由纤维制品易燃而引发的严重火灾就占了火灾总次数的一半以上。因此,使用有阻燃性能的纺织产品是非常必要和重要的,而面料阻燃也将成为未来纺织品必备的属性和发展趋势。5月29日,一场关于阻燃纤维研发技术和方向的探讨在北京展开。  阻燃纤维取得创新突破  国内对阻燃纤维的研究虽然从很早就已经开始,但真正取得全新发展成果则是上世纪90年代,目前已基本能满足一些特殊领域的防护需求。但随着人们生活水平的提高,人们对阻燃纺织品的要求已从单纯的防护发展到追求穿着舒适、透气及更佳的染色性能,永久、安全、无毒和绿色生产成为新一代阻燃纺织品的基本要求。  北京赛欧兰阻燃纤维有限公司研发团队经过十几年的潜心研究,掌握了环保型硅氮系阻燃剂和硅氮系阻燃纤维制备工艺的核心技术,成功研发出了阻燃再生纤维素纤维。赛欧兰总经理毕慎平介绍,该项产品目前属全球首创,在一定程度上弥补了市场上现有阻燃再生纤维素纤维可纺性差、发烟量大、不环保等缺陷,克服了阻燃合成纤维制成品穿着舒适度欠佳、吸湿排汗性较差等不足。  据了解,目前阻燃再生纤维素纤维已在多家下游企业试应用,并取得了良好效果。山东银鹰化纤有限公司总经理徐元斌介绍,公司与赛欧兰已合作两年,经过多次试验后成功生产出批量产品,合格率达95%以上。目前,生产线的工艺、技术、人员及配套设施等都已成熟,计划下半年向大生产线发起进军。  愉悦家纺有限公司董事长助理赵爱国透露,公司已经利用阻燃再生纤维素纤维成功开发出了阻燃家纺面料,并通过实验表明该产品阻燃效果很好。谈到阻燃再生纤维素纤维的推广,毕慎平提出成立包括纤维、纱线、面料、印染、成品企业以及学术研究机构在内的阻燃纺织产业联盟,采用虚拟股权形式共享联盟成果。目前,赛欧兰已与愉悦家纺等4家下游企业签订合作协议,共同开发阻燃纺织品市场。  阻燃纺织品市场有待开发  西方发达国家对阻燃纺织品极为重视和关注。赵爱国介绍,在发达国家和地区,尤其是美国,对所有出口至美国市场的纺织品的阻燃防火性能要求特别严格,专门由美国消费品测试与认证方案对各类纺织产品的阻燃性能做出了不同技术规范,目前已有70%以上民居室内都用上了永久性阻燃面料。  当前,我国对阻燃防护服、民用建筑和家庭室内装饰织物的阻燃性能已经出台了相关规定,但国内阻燃纺织品市场发展依旧缓慢。虽然近几年来人们对纺织品的阻燃要求越来越高,但是真正使用环保型阻燃产品特别是永久性阻燃产品的比例还很低,在一些特殊场所只是采用喷涂阻燃整理剂的方式来获得阻燃效果。  中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽分析,虽然有国家产业政策的推进,但由于人们对阻燃、防火的意识比较薄弱,消防理念也保守,阻燃纺织品目前主要应用在军事和个体防护领域。她建议,未来,要加强阻燃纤维国家标准的制定,加大强制性标准的实施力度,将阻燃产品渗透到民生领域,进入普通百姓家里。  中国工程院院士蒋士成也认为,标准滞后问题影响阻燃纤维的发展,未来阻燃纤维法规建设还需加强,强制性法规需更加健全。  多功能环保是发展方向  近年来,欧盟REACH法规对阻燃剂使用量限制更加严格,中国工程院院士俞建勇认为对企业来说,这既是新型阻燃纤维发展的挑战,也是机遇。法律法规严格要求阻燃剂高效、无卤、低烟、低毒,对材料其他性能影响较小,而环境友好阻燃剂的应用,也将对阻燃纺织品的创新起到巨大的推动作用。  俞建勇认为未来应多方位发展通用型阻燃纤维,满足多重需求。如从产品高性能、高品质化,纤维多功能化,生产柔性化,加工绿色化等方面着手,开发阻燃抗静电、阻燃易染色、阻燃抗菌等双功能和多功能性阻燃纤维;开发阻燃母粒,聚酯熔体改性技术和熔体在线改性技术,为低成本、高效率生产提供技术支持;使加工过程无毒、无污染,节能减排。同时要加快特殊阻燃纤维的产业化步伐,注重阻燃纤维产品应用和市场应用领域的拓展。他还特别强调,未来有几项非常重要的工作是必须要做的,如深入研究纤维的燃烧性能和燃烧理论、加强纤维纺织品燃烧性能测试方法、制定和完善纤维纺织品的阻燃法规和标准等。  中国工程院院士姚穆也提出,今后阻燃纤维要朝着复合性、多功能方向发展,在制备和方法上坚持创新,走绿色、环保型道路。总后军需装备研究所教授级高工施楣梧对阻燃纤维素纤维在军队、武警、维和部队和民用领域的应用提出了自己的看法。他认为,阻燃纤维面料不仅要解决阻燃的问题,还要考虑外观、舒适和强力等方面的要求。  新闻链接  全球独创“硅氮系”阻燃纤维问世  5月29日,由中国化学纤维工业协会和北京赛欧兰阻燃纤维有限公司联合主办,中国化学纤维工业协会流行趋势研究与推广工作室、国家纺织化纤产品开发中心承办的“拯救生命,保护地球——感恩社会·倡导绿色安全新生活”新型硅氮系阻燃纤维材料发布会在北京召开。  发布会上,北京赛欧兰公司推出了绿色环保、可纺性好的“硅氮系”阻燃纤维,该纤维采用公司自主研发的具有环保、绿色性能的硅氮系阻燃剂,与纤维素进行接枝和共混制备出阻燃再生纤维素纤维。这种新型绿色环保“硅氮系”阻燃纤维,经1100℃高温烧灼后仍能维持织品的骨架形状,其产品的极限氧指数≥35%,烟密度Ds4.0平均值<5,具有阻燃性能高、永久阻燃、舒适性及可纺性好的特点,阻燃性能完全满足国内外相关标准。该项技术目前属全球独创。  据了解,“硅氮系”阻燃纤维不仅可在消防、部队和特种行业防护服领域中应用,还可进入民用领域,如婴幼儿及老年人睡衣、家纺、公共场所内饰、无纺布及填充物等,市场潜力巨大。

阻燃性能是影响纺织服装质量品质的主要指标之一,普通粘胶纤维纺织品被认为是危险易燃物。由于该类纺织品极易迅速、剧烈燃烧,有引发火灾的危险,所以不适合制成服装,尤其是儿童服装。

但是,粘胶纤维具有吸湿性好、穿着舒适、原料可以再生、染色性好等优点,在纺织工业上已得到了广泛的应用。但粘胶纤维属易燃纤维,它的熔融温度高于热裂解温度(280℃~380℃)和燃烧温度,极氧指数为19.7,燃烧热为16.3KJ/g。由于阻燃性指标不合格,我国粘胶纤维面料出口遭遇退货的事件不在少数。为了防止我国纺织面料、辅料因阻燃性不合格而导致的出口下滑,越来越多的纺织出口企业注重生产阻燃纤维面料。

由中原工学院、新乡市长弘化工有限公司、新乡化纤股份有限公司、山东银鹰化纤有限公司联合完成的“环保型阻燃再生纤维素纤维关键技术研究”项目,无疑将粘胶纤维的环保性和阻燃性提上了一个新台阶。

添加硅磷系阻燃剂

据了解,目前阻燃粘胶纤维的生产方法主要有:添加法阻燃改性、接技共聚法改性及阻燃整理三种。其中添加法是将阻燃剂在纺丝前添加于纺丝原液中,而后经纺丝凝固成型,将阻燃剂包入纤维内部,添加法阻燃粘胶纤维的生产一般在普通的粘胶纤维生产设备上就可进行,一般粘胶原液添加阻燃剂有效元素有磷、磷—氮、磷—卤素、卤素等。

该工艺在纺丝前将粘胶与阻燃剂进行混合时,均匀性较差,并且产生大量气泡,故在纺丝前需进行数小时的脱泡。阻燃剂在粘胶中容易产生凝聚现象。所以采用纺前注射法可克服这些缺点,得到性能优良的阻燃粘胶纤维。

据项目带头人中原工学院材料与化工学院教授张瑞文介绍,粘胶纤维用途广泛,纤维及其制品都极易燃烧,其易燃性阻碍了其高附加值的利用以及应用领域的扩展。张瑞文说:“针对粘胶纤维易燃的难题,我们项目组克服了纤维素再生纤维耐久型阻燃的功能化改性的关键问题,解决了粘胶生产中复杂环境条件下的硅氮系阻燃剂的稳定性问题,开发出环保型阻燃粘胶纤维和产品,实现成果技术的产业化应用。与此同时课题组通过完善和突破了阻燃粘胶纤维的技术难点,丰富了功能粘胶纤维品种,提高了粘胶纤维的竞争力,促进了粘胶纤维行业的技术进步。”

开展产学研合作

据山东银鹰化纤有限公司工程师宋德顺介绍,山东银鹰化纤有限公司早在2009年确定了阻燃纤维产品定位和生产实施方案,并于当年成功进行了试生产。山东银鹰化纤有限公司确定了性价比介于硅系、磷系阻燃剂之间的纺织用硅氮系阻燃纤维的研制、开发方案,成功找到了适用的硅氮系新型阻燃剂类型和制备方法,在2010年7月完成了阻燃纤维的初次中试化生产。之后,山东银鹰化纤有限公司又与中原工学院、新乡长弘化工等单位开展密切的产学研合作,不断摸索,优化工艺,多次进行中试生产。为了提高阻燃纤维的稳定性、可纺性,公司建成了完善的纺前注射系统,顺利完成了硅氮系新型阻燃粘胶纤维生产线的稳定生产。

宋德顺表示,纤维素再生纤维用阻燃剂大多是磷基衍生物、有机硅化物、氨基化合物等,最近也有纳米无机盐微胶囊用于粘胶纤维阻燃改性的报道。阻燃处理的方法集中在纺前共混,即在纺丝成型前将阻燃剂加入到纺丝溶液中,使阻燃纤维的阻燃功能具有永久性。纤维素再生纤维的耐久型阻燃功能化改性的关键技术:一是环境友好型阻燃剂的合成;二是阻燃剂在纤维素中的耐久性技术;三是阻燃剂/纤维素共混溶液的湿法纺丝成型技术。

据张瑞文介绍,该项目针对纤维素再生纤维耐久型阻燃的功能化改性的关键问题,首先提出了硅氮元素结合阻燃的思想和理论,建立了硅氮化合物合成方法和技术,其次开发了适合粘胶生产的新型硅氮系列阻燃剂。再次创新了纤维素再生纤维耐久性阻燃功能化的改性工艺,探索出了耐久性阻燃纤维素再生纤维的纺丝成型新工艺,解决传统阻燃粘胶纤维存在的非环保型阻燃、改性工艺复杂、成本较高以及产品质量难以控制等问题,解决了粘胶成产中复杂环境条件下的硅氮系阻燃剂的稳定性问题,开发出环保型阻燃粘胶纤维和产品,实现成果技术的产业化应用。

最后建立了一整套阻燃功能化理论、硅氮系阻燃剂合成。阻燃改性方法和工艺、环保型阻燃粘胶纤维的纺丝工艺以及相关终端产品性能相互结合的优化生产线。

利用优势打开市场

宋德顺表示,该项目完善和突破了阻燃粘胶纤维的技术难点,未来阻燃粘胶纤维的制备技术将全部转变为共混添加法生产,而性价比处于中高端位置的硅氮系阻燃粘胶纤维将越来越受到市场的青睐。

硅氮系阻燃粘胶纤维具有良好的永久阻燃性能,可以最大限度保障使用者的安全,提供全方位的热保护;其优异的隔热性能,可以有效阻止高温热辐射传递,高温下纤维不收缩、不变形;抗电弧及抗静电性,保持粘胶纤维原有的天然的抗静电性,有效减少电弧灼伤和防止静电产生,适于在有电弧或防爆场所使用;极佳的的吸排湿性,穿着时舒适透气,高温环境利于汗液排出,减少肌肉抽搐等身体不良反应;优良的染色性,具有天然纤维上色容易、染色鲜艳、色牢度好的特点;绿色环保,以再生的天然植物为原料,废弃物可自然降解,符合环保要求等6大优点。

“硅氮系阻燃粘胶纤维将在中端纺织用阻燃纤维、高端非织造布、阻燃填充物等领域大放异彩,从而填补当前磷系阻燃粘胶纤维和硅系阻燃粘胶纤维因各自缺陷造成的市场空白。”宋德顺说。

据了解,磷系阻燃也符合欧盟阻燃无卤的要求,主要可以应用于消防装备、服饰;军用警用装备、服饰;工业用热防护服饰;防溅落防护服;阻燃装饰用品;阻燃填充物等。

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