浅谈阻燃黏胶纤维

1、浅谈阻燃粘胶纤维(整理) 引言目前粘胶纤维生产技术成熟，有无限的原料基础，产量高、品种多、用途广。因其优异的吸湿性、透气性、良好的染色性能、衣着舒适性和可生物降解性等特点，被广泛用于服装面料，如部队作战服、装饰面料及床上用品等，近年来在我国仍以较快的增长速度发展。随着纺织阻燃材料市场需求的迅速发展，对纺织品以及粘胶纤维的阻燃性能、多功能性、环保性和耐久性的要求日益提高。粘胶纤维的强度、模量较低，遇火极易燃烧引发火灾，极限氧指数只有17%左右，从而造成人身伤亡和财产损失，使其应用受到限制1。但是随着新的纤维素品种及粘胶纤维生产工艺的改进，以及新型阻燃剂的开发等，粘胶纤维的物理机械性能有所改善。本

2、文将主要对粘胶纤维的阻燃机理、使用的阻燃剂、制造方法以及国内外阻燃粘胶纤维的研究现状进行简要介绍，以增加人们对此问题的了解和认识。1. 纤维素纤维的燃烧机理纤维素纤维的燃烧过程如图1所示。纤维和高温热源接触后吸收热量，发生裂解反应，生成大量可燃性气态产物，在氧存在条件下发生燃烧，燃烧产生的热量又促进了纤维的进一步裂解和燃烧，形成循环燃烧反应。氧化可燃性气体热裂解纤维素纤维热 (光)液态凝聚物热 (光)H2O, CO, CO2不燃性气体固体(炭化)图1 纤维素纤维的燃烧过程纤维素纤维在接触火焰时，不收缩，不熔融而直接燃烧，烟气毒性较低；离开火源后仍能够继续燃烧，速度快且无余灰 2。粘胶纤维的分子

3、结构类似棉花，是一种再生的纤维素纤维，常常和木质素、半纤维素与天然树脂混合在一起3。粘胶纤维属于非热塑性纤维，其物理性质在高温时不发生显著变化,TP（热裂解温度）和TC（燃烧温度）相等，均为350；其热对粘胶纤维的作用主要是化学变化，当温度达到其热对粘胶纤维的作用主要是化学变化，当温度达到TP时首先发生裂解4。纤维素在不同的温度下的热降解主要有两种方式：一种是高温（大于250），产物主要是焦油等。焦油的主要成分是左旋葡萄糖，而后，左旋葡萄糖裂解，产生大量易燃烧的低分子量物质，并形成二次焦炭。各种纤维素纤维热降解产生的左旋葡萄糖的量如表1。显然纤维素C6位被取代会减少左旋葡萄糖的生成量位的羟基被

4、取代会减少左旋葡萄糖的生成量3。Golova等证明了左旋葡萄糖的生成量与纤维素大分子的聚合度有关。另一种是在较低的温度下（160250）热降解，通过脱水而炭化，主要生成水、CO、CO2等大约60种低分子化合物。纤维素纤维裂解产物与左旋葡萄糖裂解产物相同，从而表明纤维素在低温降解产生的化合物是降解产物左旋葡萄糖进一步降解的结果3。在氧的存在下，当温度达到或超过TC燃烧温度，左旋葡萄糖裂解产物发生氧化，燃烧生成CO2和H2O，放出大量热量，这些热量又引起更多的纤维素发生裂解2。表1 不同纤维素纤维热降解左旋葡萄糖的生成量3不同的纤维素纤维聚合度（D.P.）左旋葡萄糖生成量/%棉纤维10006063

5、棉纤维（丝光）12003637棉纤维（经酮氨溶液中沉淀）10001415未取向的粘胶纤维3804.04.5取向的粘胶纤维4004.85.02 粘胶纤维的阻燃机理燃烧是一个复杂的过程，严格区分一种阻燃体系的作用和机理是困难的。加之不同纤维和不同的阻燃剂又有各种不同的性质，因而阻燃机理便成为一个十分复杂的问题。迄今为止尚未建立对各方面都适用的阻燃理论。从纤维素热降解的产物来看，要实现纤维素的阻燃，方法有两种：一是使可燃性气体的燃烧变得困难，减少热量的生成；二是促进焦油的生成，即促进左旋葡萄糖的生成，进一步使其炭化，生成更多的固体残渣，从而减少燃烧过程中“燃料”的生成3。因此，对纤维素进行阻燃加工，

6、就得设法阻碍分解，抑制可燃性气体，改变热分解反应机理，或者通过隔离热和空气以及稀释可燃性气体，达到阻燃目的。目前对纤维阻燃机理主要有四种理论：覆盖论、气体论、热论和催化脱水论。前两者仅分别适用于某些阻燃剂的作用，而后者比较具有普遍意义1。（1）覆盖论 指一些阻燃剂在低于500时是稳定的，不会分解，当在温度较高的情况下，能在纤维表面形成覆盖层。覆盖层具有隔绝作用，除了能阻碍氧气的供应外，还有阻止可燃性气体向外扩散的作用，从而达到阻燃的目的。例如磷酸酯类化合物和防火涂料等，在较高温度下会生成稳定的覆盖层，或分解生成泡沫状物质覆盖于材料表面，使材料因热分解而产生的可燃气体难于逸出，同时起着隔热和隔绝

7、空气的作用1。（2）气体论 有两种机理，一种是气体稀释作用。阻燃剂在燃烧的温度下，分解出的不燃性气体，将纤维素分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下。所谓不燃性气体主要是指Na2CO3、NaHCO3和NH4Cl受热分解出来的二氧化碳、氯化氢和水，这种理论有一定的局限性，因为很多阻燃剂，通过加热并不能产生这种气体1。另一种则是抑制链反应。阻燃剂在加热条件下能作为活泼性较高的游离基的转移体，从而阻止了游离基反应的进行。例如含卤阻燃剂中的卤素能够捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止5。溴化烃便有这样的作用：RBr +·HH

8、Br + R·（3）热论 也有两种形式，一种是阻燃剂在高温下发生吸热变化，如水合三氧化铝等。由于这种添加剂具有吸热后分解的特点，能有效地维持纤维处于较低温度而不致达到热分解的程度，从而有阻止燃烧蔓延的作用2；另一种则是纤维迅速散热，使织物达不到燃烧温度1。（4）催化脱水论 主要指改变纤维的热裂解过程。由于阻燃剂的存在，能使纤维素分子链在断裂前发生迅速而大量的脱水，甚至发生某些交联作用，阻止左旋葡萄糖的生成，使可燃气体和挥发性液体的量大大减少，而使固体碳量大大增加，这样，有焰燃烧就会得到抑制。一般认为磷酸盐及有机磷化合物的阻燃作用是由于它可与纤维素分子中的羟基（特别是第6位碳原子上的羟

9、基）形成酯，阻止左旋葡萄糖的形成，并且进一步使纤维素脱水，生成不饱和的双键，促进纤维素分子间形成交联，增加碳状物的生成1。3 阻燃粘胶纤维的制造方法制造阻燃粘胶纤维的方法大致有后处理法、接枝共聚法、共混法和阻燃整理法6。3.1 处理法将纺丝成形后的初生纤维浸渍在含有阻燃剂的溶液中，而后经压榨、干燥、热定型，赋予纤维表面具有阻燃性能。此法操作简单，成本低，纤维的强力损失小，阻燃效果明显。但耐洗性差，阻燃剂易流失，阻燃性不持久6。3.2 接枝共聚法在纤维素大分子上接枝上一些能起阻燃作用的反应性基团，而达到阻燃功效6。这种方法可使阻燃剂能长期而稳定地存在于纤维表面，阻燃效果耐久。此法工艺方便，生产的

10、成本低，但是，接枝反应会产生大量的均聚物，从而导致纤维各项物理机械性能明显下降7。3.3 共混法将纺丝原液中混入添加阻燃剂进行纺丝，使纤维具有永久的阻燃效果7。因为在纺丝时，溶液凝固形成的纤维把阻燃剂包住，成纤后阻燃剂的残留率一般可达90%左右。这样制得的纤维其物理机械性能、手感、耐洗性、耐光性和皮肤接触毒性等较其他方法优越般可达90%左右。这样制得的纤维其物理机械性能、手感、耐洗性，耐光性、皮肤接触毒性等较其他方法优越7。此法应用广泛，工艺简单,但对阻燃剂的要求较高。共混法中对阻燃剂的要求如下6：1）阻燃剂颗粒度1um，在纺丝液中有良好的分散性和稳定性，不会凝聚、沉降。2）具有疏水性，在纺丝

11、凝固及水洗过程中，流失量低，对纺丝凝固浴污染小。3）有良好的耐酸碱性。4）为使阻燃剂在纤维中残留量超过95%，若阻燃剂为线形分子，则要求分子量尽量高些。5）纺制成的织物能耐漂白。如何降低阻燃剂颗粒的粒径，提高阻燃剂的分散性和相容性，是共混法阻燃改性的主要研究内容1。3.4 阻燃整理纤维素纤维及织物的阻燃整理研究已近两个多世纪，至今已成功地开发了许多阻燃整理剂及整理工艺，阻燃性能及耐洗性能不断提高，阻燃纤维素织物得到了广泛的应用。阻燃整理主要有以下几种方法6：1）磷酸尿素法（Ban flam法）。浸轧液的主要组分为磷酸、尿素和甲醛，采用浸轧焙烘工艺。该法原料成本低，工艺简单，是一种半持久的阻燃整

12、理工艺，产品有一定的耐洗性，但强力损失较大。2）Pyrovatex CP法（即汽巴法）。浸轧液中除Pyrovatex CP（N-羟甲基二烷基磷酸基丙酰胺）外，含有交联剂甲醚化的三羟甲基三聚氰胺TMM，催化剂氯化铵及游离甲醛捕捉剂尿素。该法所用阻燃剂毒性低、阻燃效果较好，工艺简单，产品耐洗，手感较柔软，国内外都广泛采用。但织物的强力、吸湿性明显降低，特别是耐磨强力下降较大。3）THPC（四羟甲基氯化磷）/酰胺法。浸轧液中除THPC外，还含有三羟甲基三聚氰胺TMM、尿素和三乙醇胺等。在该法的基础上，又发展了THPS/NH3法、THPOH/酰胺法和Proban法等。4）Proban法。该法是英国Al

13、brightant-Wilson公司的子公司Proban公司提出的，它用氨固化法代替热固化法，改变了通过纤维素大分子中羟基与交联剂呈网状结构的传统工艺，是THPC的一大发展。工艺流程为：浸轧，烘燥，氨熏，氧化，水洗。该法使得阻燃处理过的织物手感柔软，强力降低很少，基本上保持了纤维素纤维的优良性能。而且由于阻燃剂存在于原纤中的间隙中，耐洗性大大增强。4粘胶纤维用阻燃剂阻燃剂按主要成分可以分无机阻燃剂和有机阻燃剂。有机阻燃剂又分为有机磷系阻燃剂、有机卤系阻燃剂3；无机阻燃剂主要产品有氢氧化铝、氢氧化镁、；磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硼酸锌等5。粘胶纤维用的阻燃剂通常为磷系阻燃剂，有些还含有卤素、氮

14、、锑、硅或硫等阻燃元素，利用这些阻燃元素的协同效应可大大提高阻燃效果1。表2列出了几类常用阻燃剂的性能比较5。表2 几类常用阻燃剂的性能比较5阻燃剂代表产品阻燃机理毒性价格主要缺点有机卤系十溴二苯醚、六溴环己烷等抑制链反应放出有毒、腐蚀性气体适中燃烧烟雾大、放出有毒腐蚀性气体有机磷系磷酸酯、含卤磷酸酯等覆盖作用、抑制链反应低毒、低腐蚀适中挥发性大、抗水性差、阻燃性不足无机系氢氧化铝、氧化锑、无机磷化物、硼酸锌等吸热作用、覆盖作用、不燃气体的窒息作用低毒、低腐蚀较低添加量较大,填充量高影响材料的物理机械性能按阻燃剂与阻燃基材的作用关系，阻燃剂可分为反应型和添加型两大类。前者是将阻燃剂添加到粘胶溶

15、液中，阻燃剂与纤维素黄酸酯发生反应，结合到纤维的主链或侧基上，反应型阻燃粘胶纤维的稳定性好，但其加工工艺复杂；而后者是在粘胶纤维进行纺丝时将阻燃剂成分加入，与纤维不发生化学反应，其加工简单，成本较低，只要阻燃剂的筛选合适，就可以取得良好的阻燃效果8。目前研究较多、已经工业化生产的阻燃粘胶纤维主要是采用添加阻燃剂法1。表3列出了几种较为成熟的粘胶原液添加阻燃剂8。表3粘胶原液添加阻燃剂8元素化合物备注磷烷基和芳基磷酸酯、膦酸酯、聚膦酸脂、Exolit5060磷腈、磷酰或硫羰基磷酰可以和卤化物混合产生协同效应磷、氮磷腈、磷酰或硫羰基磷酰胺、螺环化三磷腈、THPC-酰胺的缩合物效率高,大量使用无毒磷

16、、卤素卤化烷基或芳基膦酸酯或聚膦酸酯、卤化亚磷酸酯或磷腈用量可最大,大多数有毒卤素、锑聚卤乙烯或聚偏卤乙烯胶液、聚卤化丙烯酸酯胶乳、烷基或芳基卤化物的乳化液或分散液、卤化链烷烃卤系阻燃剂必须与三氧化二锑或五氧化二锑等配合作用,卤化物及锑化合物遇火分解产生极大的毒性,污染环境硅聚硅酸、聚硅酸盐完全无毒、对环境友好考虑到粘胶纺丝原液为强碱性，而通常阻燃剂需在酸性条件下才能和纤维素发生反应，从而结合在一起。因此阻燃剂的碱稳定性和纤维素黄酸酯的相容性是决定阻燃剂是否适用于再生纤维素纤维阻燃的关键3。阻燃剂要达到绿色环保、高效低成本的要求，目前还有困难。尽管无机阻燃剂是具有热稳定性好，不产生腐蚀性气体、

17、不挥发、效果持久、无毒性等优点，但在一般情况下，它对纺丝成形过程、纤维物理性能和电气性能都有所影响，不能简单使用。如氢氧化铝阻燃剂在粘胶纤维阻燃改性中应用，就要进行复杂的包覆整理。有机阻燃剂品种也很多，随着欧美国家对纺织品在安全方面的限制，对阻燃剂的选择今后也会趋向于不含卤素，即所谓的环保型阻燃加工技术。如硅系、氮系等，值得注意的是，由于溴化物产生热分解后的腐蚀和毒性小，阻燃效果好，使用溴类阻燃剂越来越多。 添加阻燃法生产阻燃粘胶纤维，新型硅、氮系列有机阻燃剂引人注目。有些添加剂阻燃改性方法还需要在粘胶纤维的后整理过程中改变一定工艺，从而达到永久阻燃效果。添加法阻燃剂的量一般都比较大，在8%2

18、0%左右，因此对粘胶纤维的物理机械性能会有一定的影响。粘胶纤维用阻燃剂的合成必须满足耐强酸、强碱的要求；满足和纤维黄酸酯（粘胶）溶液有良好的共混性、互溶性，共混溶液具有良好的流动性、粘弹性；为了保证阻燃纤维的物理机械性能，要求阻燃剂加入量不高于30%。因此阻燃剂成分既要有一定的聚合度，又要具备适当的粘度（一般小于12mPa·s）3。5 国内外研究现状5.1 国外研究现状（1）阻燃剂研究国外对阻燃粘胶纤维的研究早于国内，在20世纪70年代初科学家们就合成一系列焦磷酸类阻燃剂4。其中瑞士Sandoz公司生产的Sandoflame5060焦磷酸类有机化合物，被认为是用于再生纤维素永久阻燃整

19、理的最有效的阻燃剂1。但价格过高，纤维不能满足生理健康安全方面的要求，用途由局限性3。该阻燃剂为白色结晶固体，纯度可达到99%以上，完全不溶于水。需将阻燃剂和分散剂经过研磨后的水悬浮液，加入粘胶原液中进行纺丝，可制得阻燃粘胶长丝、短纤等。阻燃剂添加量要求在15%以上（对甲纤），阻燃粘胶纤维的极限氧指数大于27%，并有良好的可纺性。所得纤维经多次水洗后仍能保持其阻燃性能，其原因可能是阻燃剂中的硫原子提高了化合物的耐水性，而体积大的新戊基的立体障碍则延缓了化合物的水解9。瑞士EMPA材料科学与技术实验室研究出了一种新型的基于氨基磷酸酯和二氨基磷酸酯的阻燃剂，用于纤维素纤维织物的阻燃整理，性价比较高

20、。为了使整理后的织物具有较好的耐水洗性，研究人员利用几种交联剂（如氮基添加剂）将阻燃剂与纤维素粘合在了一起。测试证明，当阻燃剂含量为4%时，织物的LOI值可达31以上10。芬兰的Mvanfres Riedel等研制了用（NPCl2）n与二元醇反应制得阻燃剂，阻燃剂在充分搅拌下连续或间歇加入粘胶溶液，且阻燃剂应溶在适当的溶剂中，最好是与水不混容的溶剂。阻燃剂是（NPCl2）n与HO-R-OH在惰性有机溶剂且有酸性粘合剂的存在下，最好在无水的环境下反应，消除HCl4。意大利的Fracesco Siclari在粘胶中加入四一羟甲基氯磷（THPC）制得阻燃粘胶纤维，该研究是将THPC与氨基酸在PH为3

21、8.5，温度在1060，最好在2040。通过氧化产品可加热到100不发生转变，并可长时间贮存4。日本Keijun Hiraoka研制的高性能再生纤维。它是由在水性分散剂中的水溶液的活性C和特殊的磷阻燃剂挤入凝固浴中的粘胶溶液中，粘胶溶液在不低于溶剂沸点下干燥，由此C的吸附性能保持在很高的水平，同时，粘胶纤维具有优良的阻燃性。阻燃剂为六丙氧基磷胺4。总之，国外对阻燃粘胶纤维已进行过许多的尝试，各种各样的阻燃方法，如水溶性盐、脲磷酸盐、磷卤素化合物等都已进行过广泛的研究，与此同时，如进行表面处理或在纺丝前将液体或固体添加剂掺混到纺丝原液中去的方式等也都进行了研究，这些添加剂包括烷基或芳基膦酸衍生物

22、、聚膦酸酯及磷腈聚合物等。（2）阻燃粘胶产品研究奥地利Lenzing公司的Viscosa FR阻燃粘胶纤维是通过在纺前原液中加入含磷、氮阻燃元素的磷酸类阻燃剂而制得。该阻燃纤维是一种与棉很相近的纤维素纤维，在吸湿性、保温能力、手感和天然结构上更是如此，这种纤维可以根据具体应用对其纤度、长度和外观的要求进行工业产品的生产。这种纤维遇到热燃烧时不产生熔滴，不仅具有阻燃功能，而且能够提供超强的湿度管理功能，集防护与舒适于一身，故而适用于工业用纺织品、防护服、装饰布和针织品9。德国Hoechest公司开发的阻燃粘胶纤维的商品名为Danufil，是以不含卤素的有机磷作阻燃剂，阻燃剂以很细的分散形式添加到

23、纺前粘胶溶液中，纯纺织物可作防护品、消防服、装饰布等4。 日本旭化成公司以一种或一种以上的环状和直链状化合物作为阻燃剂，按纤维量的10%40%添加到粘胶溶液中，制得具有持久耐洗性的阻燃粘胶纤维。另一种是阻燃波里诺西克粘胶纤维，商品名为Tufban，它的吸湿性和染色性好，适与其他纤维混纺制成阻燃纺织品4。芬兰的赛得利（Sateri）公司研制成功的Visil系列复合阻燃粘胶纤维，是一种含硅酸盐的纤维素纤维。它采用一种新型的粘胶纤维生产专利技术，在粘胶原液中加入一定量的硅酸盐，在凝固浴中硅酸盐分解成硅酸，硅酸进一步聚合成聚硅酸。在粘胶纤维中起阻燃成分的是聚硅酸或硅酸盐，含量为30%左右（对甲纤），极

24、限氧指数达27%以上。Visil具有较高的耐高温和阻燃效果，同时在燃烧时又不会产生有毒气体，只产生少量的烟雾和CO、CO2 气体9。Visil的物理外观和普通粘胶纤维相似，美观舒适，不会对皮肤造成刺激，而且很容易与其他纤维混纺。阻燃纤维对比实验结果表明，达到相同的阻燃效果，Visil阻燃纤维的用量更少，从而从整体上实现了成本控制。此外，还有日本东洋纺的Polynosic阻燃粘胶纤维，其阻燃剂为有机磷或卤素有机化合物；日本大和纺的DFG纤维，其阻燃剂为氯化磷酸酯；日本Kanebo公司的Bell Flame纤维；美国的PER Rayon永久性阻燃粘胶纤维，其阻燃剂是有机酯类；法国的罗纳普郎克TF-

25、80纤维等。所有这些产品的极限氧指数均大于27%，并由良好的可纺性1。5.2 国内研究现状近年来，我国学者对阻燃粘胶纤维也进行了大量的研究和探索。（1）阻燃剂研究丹东轻化工研究院凌晓东以季戊四醇、三氯氧磷为原料，合成了氯化螺环磷酸酯（PDD），PDD与间苯二酚在乙腈为溶剂，三乙胺为缚酸剂的条件下发生缩聚反应生成了一种新型阻燃剂，该阻燃剂以共混的方式用于制造阻燃粘胶纤维，并对产物进行了结构鉴定和热行为研究，其应用性能达到了国外同类产品的水平1。程博闻7利用氧指数测定仪、SEM等测试手段对纤维素纤维的阻燃性能及机理进行研究的基础上，分别采用二硫代叫磷酸酯（DDPS）和磷氮系阻燃剂添加到氨基甲酸酯溶

26、液中与纤维素共混纺制阻燃纤维素纤维。结果表明，该类阻燃剂在纤维素中的质量分数大于18%时，共混阻燃纤维的极限氧指数（LOI）大于25%纤维达到了阻燃要求该类阻燃剂在纤维素中的质量分数大于18%时，共混阻燃纤维的极限氧指数（LOI）大于25%，纤维达到了阻燃要求。通过扫描电镜对燃烧纤维素膜碳层的观察，确认随着阻燃剂含量的增加，燃烧后的膜表面突起的泡状物越多，表面的泡状有些破损，断面孔洞增多且孔增大。这种燃烧生成的膨胀炭化层使其阻燃性能得以提高。四川大学陈胜等研究者11采用45°倾斜燃烧法、极限氧指数（LOI）法、差示扫描量热法（DSC）和热重分析法（TGA）等测试并研究了烷氧基环三磷腈

27、共混改性阻燃粘胶纤维的燃烧性能和热性能。结果表明，所制备的共混性改性纤维的极限氧指数LOI28%，按日本工业标准JIS 1091-77的阻燃标准，接火次数3次，为耐久性阻燃粘胶纤维。新乡化纤科研人员新近研制成功了一种以氮系化合物为主的高性能阻燃剂，该阻燃剂属于绿色环保产品，对人体与环境不会造成危害。添加该阻燃剂制作的粘胶纤维，纤维点燃时触火点可产生大量一氧化氮气体，能有效阻绝纤维着火点与氧气的接触，从而能使纤维达到阻燃效果。经中国人民解放军特种防护服装质量检测中心检测，极限氧指数（LOI）达到27%32%。该阻燃粘胶纤维质地柔软，具有传统粘胶纤维的吸湿导汗性能，染色鲜艳亮丽。随着人们安全环保意

28、识的提高，该功能纤维特别适宜纺制儿童及老年人服装，另外还可制作床上用品、装饰织物、防火工作服及由阻燃要求的绳索、帐篷、工业用布等1。（2）阻燃加工技术研究青岛大学与山东潍坊海龙股份有限公司联合研制采用溶胶-凝胶法制备无机纳米阻燃粘胶复合纤维。阻燃剂的纳米化可以降低阻燃剂的添加量，减少阻燃剂的加入对粘胶纤维基本物理性能的影响，并能够减少有机阻燃剂带来的环境问题，阻燃效果好1。朱传祥等人12以4dtex45mm无机纳米阻燃粘胶纤维为实验样品，对其形态结构特征和主要性能作了测试和分析。其主要性能分析如下：与常规粘胶相比，无机纳米阻燃粘胶纤维干强降低，湿强提高，断裂伸长率提高，初始模量较大，且经短时间

29、湿热处理后强力下降不大；纤维及其制品手感较滑爽；卷曲指标均高于常规粘胶，有利于成纱时的纤维抱合，提高成纱质量；此外，无机纳米阻燃粘胶纤维电学性能、干热性能较好，耐日光性能较差，一般不溶于有机溶剂，可溶于酸，不溶于碱，在5%的沸碱溶液中强度损失很大，表现出对碱的不稳定性。吉林化纤股份有限公司13对自制的接枝改性阻燃粘胶纤维进行了红外、阻燃、热稳定性及纤维形态的测试。经红外分析阻燃剂和交联剂成功地接枝到了粘胶纤维上。阻燃粘胶纤维的极限氧指数为30%。改性后纤维碳化物的直径变大，所形成的碳层致密坚硬，并且纤维的表面出现半球形突起物。天津工业大学李树锋等人14对粘胶纤维采用接枝阻燃处理，经测试结果表明

30、，可使其极限氧指数达到28%，成为难燃纤维。与普通粘胶纤维相比，接枝阻燃粘胶纤维的强度仅下降2%，短纤维率增加了3%。全凤玉等人15采用溶胶凝胶法选用无机阻燃剂硅酸钠制备了无机阻燃粘胶纤维，通过FTIR、SEM、TEM、及XRD对阻燃粘胶纤维进行了研究。结果显示：其极限氧指数（LOI）由19%提高到了32%42%,阻燃效果大大提高；阻燃剂在纤维内部均匀分布；且阻燃剂的加入降低了纤维的结晶性能，纤维的结晶度下降；纤维的强度有所提高。田素峰等人16，17以纤维及织物的阻燃及抗熔融性能为主攻方向，开发出的一种具有阻燃抗熔融性能的高技术纤维安纺阻燃纤维（Anti-fcell）。其采用新一代纤维阻燃技术

31、无机高分子与有机高分子的复合与互穿，使阻燃剂无机高分子在粘胶纤维有机大分子中以纳米或以互穿网络状态存在，既保证了纤维的强伸度，又实现了低毒、低烟、不熔融滴落、对环境不造成热河危害。对环境不造成任何危害。安纺阻燃纤维的物理机械性能与普通粘胶纤维相类似，吸湿性号，易染色，织物具有良好的手感和穿着舒适性。由于是在粘胶原液中添加阻燃剂，织物经多次洗涤、日晒仍具有良好的永久性阻燃作用。该纤维遇火燃烧时不熔融滴落而只发生炭化，且具有自熄效果，炭化后能保持纤维原来形状，避免了高温熔融滴落物使人烫伤的现象。可广泛应用于军队、消防领域及老人、儿童服装、床上用品等10。此外，阻燃粘胶纤维通常与其他纤维混纺用于制作

32、睡衣、浴衣、床上用品和劳保工作服，如江苏省纺织研究所与无锡梁溪毛纺织厂将阻燃粘胶纤维与羊毛混纺和Nomex混纺，发现不仅较粘胶纤维纯纺性能好，其织物的LIO值分别达30%和34%，是较理想的特种防护服18。可以看出，国内阻燃粘胶纤维生产技术与国际水平还有差距，特别是高效、耐洗、低卤、低烟雾、低毒害、低成本的阻燃剂及阻燃粘胶纤维生产技术还适应不了日益发展的国民经济需要，而市场需求与日俱增，因此粘胶纤维的市场潜力及其广阔。6 阻燃粘胶纤维的发展趋势粘胶纤维的阻燃加工是实现系列功能性纺织品开发的重要组成部分，过去主要在工装领域研究，如消防服、劳保服、森林服等。现在对家用、装饰、服装等纺织品也都提出了

33、安全、健康、舒适的要求。6.1 传统纤维素用阻燃剂的发展（1）传统的纤维素用阻燃剂主要包括卤-锑类、烷基或芳基膦酸衍生物、聚；膦酸酯、磷腈聚合物等，属有机化合物或含磷、卤的无机物，都存在一定得毒性或环境污染的问题，且价格昂贵，阻燃粘胶纤维产品成本高，从而限制了其大规模的应用3。（2）有机磷系阻燃剂仍然是粘胶纤维阻燃加工中最重要的品种之一，具有阻燃阻燃和增塑双重功效，可以使阻燃完全实现无卤化。但是纺丝加工困难，目前研究的重点是改善纤维成型中的流动性能3。（3）有机氮系阻燃剂的环保优势十分明显，基本代表了无卤化、环保型阻燃剂的发展方向。不过单独使用效果并不好，需和聚磷酸胺、季戊四醇等其它阻燃剂复合

34、使用。目前研究的重点是提高氮含量、提高阻燃效率，改进与纤维素溶液的相容性3。（4）无毒、抑烟的无卤无机阻燃剂，如改性的氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌等，特别是可用用于较高温度的氢氧化镁，将得到进一步的开发5，市场前景十分看好。而相关法律法规的出台将推动阻燃剂的不断创新和发展。（5）硅系阻燃剂也应受到重视。硅是地球上最丰富的资源之一，充分利用地壳资源对发展含硅材料具有非常重要的意义。有机硅氧烷的衍生物用于纺织品柔软剂已经非常成熟，但用于阻燃剂还处于萌芽状态，品种开发较少，论文也鲜有发表10。从已知含硅阻燃剂的品种来看，它们合成简单，原料易得，在赋予高聚物优异阻燃抑烟型的同时，还能改善材料的加工性能及

35、提高材料的机械强度，特别是低温冲击强度19，是一类具有开发价值的阻燃剂。6.2 新型阻燃剂的开发（1）膨胀型阻燃剂膨胀型阻燃剂是近年开发的新型复合阻燃剂，具有独特的阻燃机理和无卤、低烟、低毒特性，符合生态环保要求，也是阻燃剂无卤化的重要途径。膨胀阻燃系统因其“三源“（酸源、炭源、气源）的协同作用在燃烧时于材料表面形成致密的多孔泡沫炭层，既可阻止内层高聚物的进一步降解及可燃物向表面的释放，又可阻止热源向高聚物传递以及隔离氧源，从而阻止火焰的蔓延和传播。与传统的卤系阻燃剂相比，膨胀型阻燃剂在燃烧过程中大大减少了有毒及腐蚀性气体的生成，因而受到阻燃界的推崇，将成为今后阻燃剂发展的主流5。（2）纳米级

36、阻燃剂现在所用的无机阻燃剂颗粒一般在微米级，阻燃填充量大，阻燃效率不高。如果阻燃剂的颗粒为纳米级，阻燃剂的填充量将会大大减少，阻燃效率将会加倍提高19。纳米材料具有小尺寸效应，技术含量高、产品品质好，备受瞩目。如纳米级氢氧化镁纯度高、粒度超级细化、阻燃性能好，有发展潜力。纳米技术史发展信息技术和解决环保等问题所必需的基础技术之一5。（3）用于合成纤维母粒的阻燃剂在合成纤维母粒中添加阻燃剂是解决合成纤维阻燃耐久性问题的重要方法之一，但目前存在纤维强力下降、后续染整加工中阻燃剂易渗出及阻燃剂与部分染化料发生化学反应而导致阻燃效果下降等问题。因此，开发对纤维强力影响小、在后续染整加工中性能稳定的阻燃

37、剂是发展方向5。 6.3 改进阻燃粘胶加工技术传统的阻燃技术虽然使粘胶纤维具有一定得阻燃性能，但也造成织物手感和强力等机械性能的降低。可采用新的阻燃技术如传统的阻燃技术虽然使粘胶纤维具有一定的阻燃性能,但也造成织物手感和强力等机械性能的降低。可采用新的阻燃技术如微胶囊化技术、复配协同技术、大分子技术以及泡沫涂覆技术等对粘胶纤维进行阻燃整理，既能减少污水量，又能获得耐久的阻燃效果，但成本高，推广应用较难。随着科学技术的不断发展，一些新的阻燃整理工艺方法必将有很好的发展前景。6.4 粘胶纤维功能复合化多数阻燃粘胶纤维或织物仅具有阻燃功能，不能满足某些部门的特殊要求，如阻燃拒水、阻燃拒油、阻燃抗静电，发展阻燃多功能产品势在必行。如在生产方法上采用多种形式相结合，对阻燃粘胶纤维织物进行防水、油整理；采用阻燃粘胶纤维纱与导电纤维交织生产耐高温织物；采用阻燃粘胶纤维与羊毛等纤维混纺以改善最终产品舒适性并降低成本等。总之，粘胶纤维阻燃化的发展方向，正逐步向环保化、低毒化、高效化、多功能化等方向发展，随着超细化技术、微胶囊化