硅氮系阻燃粘膠纖維前景廣闊

　　粘膠纖維具有吸濕性好、穿著舒適、原料可以再生、染色性好等優點，在紡織工業上已得到了廣泛的應用。但粘膠纖維屬易燃纖維，它的熔融溫度高于熱裂解溫度(280℃~380℃)和燃燒溫度(420℃)，極氧指數為19.7，燃燒熱為16.3KJ/g。由于阻燃性指標不合格，我國粘膠纖維面料出口遭遇退貨的事件不在少數。為了防止我國紡織面料、輔料因阻燃性不合格而導致的出口下滑，越來越多的紡織出口企業注重生產阻燃纖維面料。

　　由中原工學院、新鄉市長弘化工有限公司、新鄉化纖股份有限公司、山東銀鷹化纖有限公司聯合完成的“環保型阻燃再生纖維素纖維關鍵技術研究”項目，無疑將粘膠纖維的環保性和阻燃性提上了一個新臺階。

　　添加硅磷系阻燃劑

　　據了解，目前阻燃粘膠纖維的生產方法主要有：添加法阻燃改性、接技共聚法改性及阻燃整理三種。其中添加法是將阻燃劑在紡絲前添加于紡絲原液中，而后經紡絲凝固成型，將阻燃劑包入纖維內部，添加法阻燃粘膠纖維的生產一般在普通的粘膠纖維生產設備上就可進行，一般粘膠原液添加阻燃劑有效元素有磷、磷—氮、磷—鹵素、鹵素等。

　　該工藝在紡絲前將粘膠與阻燃劑進行混合時，均勻性較差，并且產生大量氣泡，故在紡絲前需進行數小時的脫泡。阻燃劑在粘膠中容易產生凝聚現象。所以采用紡前注射法可克服這些缺點，得到性能優良的阻燃粘膠纖維。

　　據項目帶頭人中原工學院材料與化工學院教授張瑞文介紹，粘膠纖維用途廣泛，纖維及其制品都極易燃燒，其易燃性阻礙了其高附加值的利用以及應用領域的擴展。張瑞文說：“針對粘膠纖維易燃的難題，我們項目組克服了纖維素再生纖維耐久型阻燃的功能化改性的關鍵問題，解決了粘膠生產中復雜環境條件下的硅氮系阻燃劑的穩定性問題，開發出環保型阻燃粘膠纖維和產品，實現成果技術的產業化應用。與此同時課題組通過完善和突破了阻燃粘膠纖維的技術難點，豐富了功能粘膠纖維品種，提高了粘膠纖維的競爭力，促進了粘膠纖維行業的技術進步。”

　　開展產學研合作

　　據山東銀鷹化纖有限公司工程師宋德順介紹，山東銀鷹化纖有限公司早在2009年確定了阻燃纖維產品定位和生產實施方案，并于當年成功進行了試生產。山東銀鷹化纖有限公司確定了性價比介于硅系、磷系阻燃劑之間的紡織用硅氮系阻燃纖維的研制、開發方案，成功找到了適用的硅氮系新型阻燃劑類型和制備方法，在2010年7月完成了阻燃纖維的初次中試化生產。之后，山東銀鷹化纖有限公司又與中原工學院、新鄉長弘化工等單位開展密切的產學研合作，不斷摸索，優化工藝，多次進行中試生產。為了提高阻燃纖維的穩定性、可紡性，公司建成了完善的紡前注射系統，順利完成了硅氮系新型阻燃粘膠纖維生產線的穩定生產。

　　宋德順表示，纖維素再生纖維用阻燃劑大多是磷基衍生物、有機硅化物、氨基化合物等，最近也有納米無機鹽微膠囊用于粘膠纖維阻燃改性的報道。阻燃處理的方法集中在紡前共混，即在紡絲成型前將阻燃劑加入到紡絲溶液中，使阻燃纖維的阻燃功能具有永久性。纖維素再生纖維的耐久型阻燃功能化改性的關鍵技術：一是環境友好型阻燃劑的合成;二是阻燃劑在纖維素中的耐久性技術;三是阻燃劑/纖維素共混溶液的濕法紡絲成型技術。

　　據張瑞文介紹，該項目針對纖維素再生纖維耐久型阻燃的功能化改性的關鍵問題，首先提出了硅氮元素結合阻燃的思想和理論，建立了硅氮化合物合成方法和技術，其次開發了適合粘膠生產的新型硅氮系列阻燃劑。再次創新了纖維素再生纖維耐久性阻燃功能化的改性工藝，探索出了耐久性阻燃纖維素再生纖維的紡絲成型新工藝，解決傳統阻燃粘膠纖維存在的非環保型阻燃、改性工藝復雜、成本較高以及產品質量難以控制等問題，解決了粘膠成產中復雜環境條件下的硅氮系阻燃劑的穩定性問題，開發出環保型阻燃粘膠纖維和產品，實現成果技術的產業化應用。

　　最后建立了一整套阻燃功能化理論、硅氮系阻燃劑合成。阻燃改性方法和工藝、環保型阻燃粘膠纖維的紡絲工藝以及相關終端產品性能相互結合的優化生產線。

　　利用優勢打開市場

　　宋德順表示，該項目完善和突破了阻燃粘膠纖維的技術難點，未來阻燃粘膠纖維的制備技術將全部轉變為共混添加法生產，而性價比處于中高端位置的硅氮系阻燃粘膠纖維將越來越受到市場的青睞。

　　硅氮系阻燃粘膠纖維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，提供全方位的熱保護;其優異的隔熱性能，可以有效阻止高溫熱輻射傳遞，高溫下纖維不收縮、不變形;抗電弧及抗靜電性，保持粘膠纖維原有的天然的抗靜電性，有效減少電弧灼傷和防止靜電產生，適于在有電弧或防爆場所使用;極佳的的吸排濕性，穿著時舒適透氣，高溫環境利于汗液排出，減少肌肉抽搐等身體不良反應;優良的染色性，具有天然纖維上色容易、染色鮮艷、色牢度好的特點;綠色環保，以再生的天然植物為原料，廢棄物可自然降解，符合環保要求等6大優點。

　　“硅氮系阻燃粘膠纖維將在中端紡織用阻燃纖維、高端非織造布、阻燃填充物等領域大放異彩，從而填補當前磷系阻燃粘膠纖維和硅系阻燃粘膠纖維因各自缺陷造成的市場空白。”宋德順說。

　　據了解，磷系阻燃也符合歐盟阻燃無鹵的要求，主要可以應用于消防裝備、服飾;軍用警用裝備、服飾;工業用熱防護服飾;防濺落防護服;阻燃裝飾用品;阻燃填充物等。