對于二氧化錳/膨脹型阻燃劑體系,其整理織物的損毀長度超過20cm,續燃時間較長,且氧指數也較低。據文獻報道,二氧化錳在阻燃過程中可釋放出氧氣,還原為二價錳,與磷酸酯等反應形成含錳炭層,從而起到穩定炭層,提高炭層黏彈性的作用[3-4]。但從表1數據看,二氧化錳在燃燒中不但沒有增進炭層的形成,反而在阻燃涂層膠受熱時產生氧氣,使得材料LOI值有所下降。
IFR體系中加入氧化鋅,對其阻燃性能可能有一定益處。有文獻認為,氧化鋅可促進聚合物受熱交聯和IFR膨脹成炭[5]。本試驗中,其在牛津帳篷布中的作用不明顯,且氧化鋅的加入對阻燃涂層膠的流平性影響較大,對涂層膠產品的放置穩定性也有不利影響。
2.2 阻燃涂層膠殘炭形貌分析
圖1是加入不同增效劑的阻燃涂層膠整理織物燃燒后殘留炭層的SEM照片。
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由圖1看出:
1#樣品成炭少,但由于其吸熱、稀釋氧氣和隔熱阻燃性能較好,可使火焰很快熄滅,而燃燒產生的熱量使織物迅速熔化,且膨脹型阻燃劑迅速發揮氣相和凝聚相作用,使含磷炭富集于熔融物,同時氣體發泡使熔融物出現孔洞。
2#樣品的熔融體殘留物周邊也出現了不光滑、不致密的炭層。
3#樣品則出現了較多微泡狀且有一定韌性的炭層。
4#樣品炭層則表現出更明顯的膨脹發泡成炭特征,炭層比較致密、完整,因此4#樣品LOI值最高,阻燃性能也相對較好。
5#樣品較疏松易脆,表明4A沸石添加量過大不利于形成穩定致密炭層。
6#樣品由于二氧化錳在阻燃過程中原位反應放出氧氣,使熱氧化反應和裂解反應迅速進行,釋放的可燃氣體也更快進入燃燒區,從而促進連鎖反應,且由于酸源、炭源、氣源不能達到很好的匹配,三聚氰胺釋放出的氣體很快逸散到環境中,不能形成致密發泡炭層,而只能形成脆性結構的含錳炭層,表現在SEM中是易脆的無規碎片[4]。
7#樣品氧化鋅增效體系無明顯增效作用。
8#樣品溴銻系阻燃織物在測試中為氣相阻燃,成炭很少,甚至出現了絲條狀結構。這是由于在氣相阻燃的溴及溴銻系衍生物雖然可在經向窒息火焰,但在點火過程中,明火和熱可將涂層膠黏合劑及緯向紗線燒掉或熔化掉,造成經向紗線的裸露和緊密排列。
2.3 不同阻燃涂層膠殘炭EDS分析
圖2是4#樣品阻燃測試后殘留炭層的EDS譜圖,表2是炭層中各元素含量。
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