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棉用低甲醛耐久阻燃体系研究

作　者: 张鹏飞
导　师: 张建波
学　校: 青岛大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 棉织物低甲醛耐久性阻燃整理
分类号: TS195
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 96次
引　用: 2次
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内容摘要

N-羟甲基类阻燃剂和交联剂配合用于棉织物的阻燃整理加工时，会释放出大量的甲醛，不仅严重影响了操作人员的身体健康，而且对环境也造成了污染；更重要的是，经过阻燃整理后的织物在存放或穿着过程中还会分解并释放出一定量甲醛，因此进行低甲醛或无甲醛阻燃整理已成为必然的发展趋势。本课题主要就是对现在所用的CFR-201型阻燃剂和三聚氰胺甲醛树脂交联剂进行优化处理，解决甲醛含量高的问题。通过使用乙醇对阻燃剂MCFR-201进行醚化，并用尿素捕捉阻燃剂中的游离甲醛，得到了低甲醛阻燃整理剂CFR-201；对三聚氰胺甲醛树脂进行了乙醇醚化得到了六乙醚化三聚氰胺甲醛树脂；研究了影响实验的因素，得到最佳的合成工艺条件，最后通过红外分析确认了优化后的阻燃剂和交联剂的化学结构。这种低甲醛阻燃剂和交联剂中游离甲醛含量低，贮存稳定性较好，长时间放置后阻燃剂中甲醛含量不超过1600ppm，交联剂中甲醛含量低于3000ppm。将优化后的阻燃剂和交联剂在纯棉织物上进行了应用，探时了阻燃工艺变化对棉织物阻燃性能，物理机械性能及甲醛含量的影响，确定最佳阻燃整理工艺为：阻燃剂400 g／L，交联剂160 g／L，尿素20 g／L，柔软剂5g／L，磷酸凋pH≈5，预烘90℃×5min，焙烘160℃×3min，轧余率90％。测试发现，整理后织物具有较好的阻燃效果，耐水洗牢度较高，皂洗后织物上游离甲醛含量可降至100ppm以下，但是织物断裂强力与撕破强力损失较大，需要进一步研究改善。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
第一章前言  9-27
  1.1 阻燃纺织品概况  9-11
    1.1.1 开发阻燃纺织品的必要性及意义  9-10
    1.1.2 阻燃纺织品的发展  10-11
  1.2 阻燃剂  11-15
    1.2.1 阻燃剂的种类及阻燃机理  11-13
      1.2.1.1 阻燃剂的分类  11-12
      1.2.1.2 阻燃剂的作用机理  12-13
    1.2.2 阻燃剂的选择及纺织品用阻燃剂的要求  13-15
      1.2.2.1 阻燃剂的选择  13-14
      1.2.2.2 纺织品用阻燃剂的要求  14-15
  1.3 纺织品阻燃性能的表征与测试方法  15
    1.3.1 基本试验法  15
    1.3.2 限氧指数法  15
  1.4 棉织物的阻燃整理  15-19
    1.4.1 纤维素纤维的燃烧过程  15-17
    1.4.2 棉织物阻燃整理的进展及现状  17-18
    1.4.3 棉织物阻燃整理分类及方法  18-19
  1.5 纺织品中的甲醛问题  19-25
    1.5.1 甲醛的危害及相关法规  20
    1.5.2 纺织品中甲醛的产生及对策  20-22
      1.5.2.1 甲醛的释放  21
      1.5.2.2 降低甲醛释放量的途径  21-22
    1.5.3 棉织物阻燃整理中的甲醛问题  22-23
    1.5.4 低甲醛及无甲醛阻燃整理体系的研究  23-25
      1.5.4.1 低甲醛阻燃体系  23-24
      1.5.4.2 无甲醛阻燃体系  24-25
  1.6 本课题的研究目的、意义和研究内容  25-27
第二章低甲醛阻燃剂和交联剂的制备  27-41
  2.1 实验药品和仪器  27-28
    2.1.1 实验药品  27-28
    2.1.2 实验仪器  28
  2.2 测试内容  28-30
    2.2.1 红外测试  28
    2.2.2 含固量的测试  28
    2.2.3 游离甲醛的分析以及羟甲基个数的计算和醚化度计算  28-30
      2.2.3.1 游离甲醛的分析  28-29
      2.2.3.2 羟甲基型结合甲醛的分析  29-30
      2.2.3.3 羟甲基数以及醚化度的计算  30
  2.3 实验内容  30-32
    2.3.1 低甲醛阻燃剂MCFR-201的制备  30-32
      2.3.1.1 醚化过程及反应式  31
      2.3.1.2 甲醛捕捉过程及反应式  31-32
    2.3.2 交联剂MHMM的合成  32
      2.3.2.1 实验步骤  32
      2.3.2.2 反应机理  32
  2.4 结果与讨论  32-40
    2.4.1 阻燃剂的物理性状  32-33
    2.4.2 阻燃剂的红外光谱分析  33
    2.4.3 醚化条件对阻燃剂中游离甲醛含量的影响  33-35
      2.4.3.1 pH值对阻燃剂中甲醛含量和醚化度的影响  33-34
      2.4.3.2 温度对醚化度和游离甲醛的影响  34
      2.4.3.3 时间对醚化度和游离甲醛的影响  34-35
    2.4.4 捕捉甲醛工艺条件对阻燃剂中游离甲醛含量的影响  35-37
      2.4.4.1 尿素用量对阻燃剂中甲醛含量的影响  35-36
      2.4.4.2 反应温度对阻燃剂中甲醛含量的影响  36
      2.4.4.3 反应时间对阻燃剂中甲醛含量的影响  36-37
    2.4.5 阻燃剂中游离甲醛含量随时间的变化  37-38
    2.4.6 交联剂的物理性状  38
    2.4.7 交联剂的红外谱图  38
    2.4.8 实验工艺对交联剂的影响  38-40
      2.4.8.1 羟甲基化物料配比的影响  38-39
      2.4.8.2 温度的影响  39
      2.4.8.3 pH值对羟甲基化和醚化的影响  39-40
      2.4.8.4 反应时间的影响  40
  2.5 小结  40-41
第三章低甲醛耐久阻燃体系在棉织物上的应用  41-55
  3.1 实验材料、仪器及药品  41-42
    3.1.1 实验材料  41
    3.1.2 实验仪器  41-42
    3.1.3 实验药品  42
  3.2 棉织物阻燃整理工艺  42-43
    3.2.1 工艺处方  42
    3.2.2 工艺流程  42-43
  3.3 阻燃织物性能测试  43-46
    3.3.1 阻燃性能的测定  43
      3.3.1.1 续燃、阴燃时间的测定  43
      3.3.1.2 炭长的测定  43
    3.3.2 织物游离甲醛含量的测定  43-46
      3.3.2.1 溶液的配制与标定  43-44
      3.3.2.2 甲醛标准吸光度曲线的绘制  44-45
      3.3.2.3 纺织品中微量甲醛含量的测定  45-46
    3.3.3 织物断裂强力的测定  46
    3.3.4 织物撕破强力的测定  46
    3.3.5 皂洗牢度的测试  46
  3.4 结果与讨论  46-54
    3.4.1 阻燃剂用量对阻燃效果的影响  46-47
    3.4.2 交联剂用量对阻燃效果的影响  47-48
    3.4.3 pH值阻燃效果的影响  48-49
    3.4.4 轧余率对阻燃效果的影响  49-50
    3.4.5 预烘条件对阻燃效果的影响  50
    3.4.6 焙烘条件对阻燃效果的影响  50-51
    3.4.7 柔软剂对阻燃效果的影响  51-52
    3.4.8 最佳工艺阻燃整理织物的性能测试结果  52-54
      3.4.8.1 红外测试  52-53
      3.4.8.2 自制阻燃剂阻燃性能综合测试  53
      3.4.8.3 织物游离甲醛含量的比较  53-54
  3.5 小结  54-55
参考文献  55-57
攻读学位期间的研究成果  57-58
致谢  58-59

棉用低甲醛耐久阻燃体系研究

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