海藻酸盐/羧甲基纤维素盐阻燃驼羊毛织物的制备与性能研究

摘要

驼羊毛是大自然中的一种蛋白质织物,它的构造近似绵羊毛。目前驼羊毛可用于制作高档服饰，也可应用于诸多领域。驼羊毛织物的极限氧指数为23.5%，是一种易燃纤维。近年来，伴随我国纺织工业的不断发展与进步，国家已制定出相应的法规条令对纺织品的阻燃性能做出严格规定，因而使驼羊毛织物被赋予阻燃的特殊性能尤为重要。目前针对蛋白质纤维使用的阻燃剂种类较多，效果最佳的阻燃剂为“Zirpro”整理剂，整理时使用的六氟钛酸钾和六氟锆酸钾具有强烈的口腔毒性，与人体接触会有强烈腐蚀性，因而开发一种无毒无污染且不危害人体健康的的阻燃剂十分重要。
　　海藻酸钠和羧甲基纤维素钠具有将自身阻燃的突出优点，本文将二者交联驼羊毛织物，以纤维阻燃纤维。采用高碘酸钠(NaIO4)将二者分子链中相邻羟基氧化成醛基，与分子中含有氨基的驼羊毛织物交联，发生席夫碱反应，再经钙离子溶液和铝离子溶液离子交换，得到最终的阻燃驼羊毛织物。整个实验过程没有有毒物质的参与，契合无毒环保的需求。对各阶段产物进行醛基含量测试、氧化度测试、黏度测试、增重率测试、傅里叶红外(FTIR)测试、极限氧指数(LOI)测试、扫描电镜(SEM)测试、热重分析(TG)测试，结果表明：
　　1.氧化海藻酸钠的氧化度：在4小时达到最高值；醛基含量：在4小时达到最高；黏度和粘均分子量：随氧化时间的增加而减小。氧化羧甲基纤维素钠氧化度、醛基含量、黏度和粘均分子量最高值及变化趋势与氧化海藻酸钠相同。
　　2.氧化海藻酸钠和氧化羧甲基纤维素钠的氧化时间、浓度和交联时间均会对阻燃织物的增重率造成影响。
　　3.红外光谱图表明，发生席夫碱反应后，织物与氧化海藻酸钠(DSA)和氧化羧甲基纤维素钠(DCMC)间形成亚胺结构。表面微观形貌图显示，交联后，织物表面覆盖了一层膜状物质使纤维表面平整光滑；燃烧后的炭渣量增多，且电镜下炭层较之前更为致密。
　　4.多醛基海藻酸钠/羧甲基纤维素钠交联驼羊毛和最终阻燃驼羊毛的氧指数相比于未处理驼羊毛的测试值均有提升，且测试值的变化与DSA和DCMC的氧化时间、浓度、交联时间和金属离子种类均有密切关系。经过Ca2+和 Al3+的离子交换后，阻燃织物的氧指数显著提高，初始热分解温度降低，成炭率增加。
　　5.经水洗测试后，织物的LOI测试值降低，但比未处理驼羊毛仍有显著提升。

目录

1绪论

1.1纺织品阻燃概况

1.2驼羊毛纤维阻燃

1.3海藻酸钠

1.4羧甲基纤维素钠

1.5本论文的研究目的、意义及创新点

2实验部分

2.1实验原理

2.2实验材料

2.3实验方法

2.4实验表征测试方法

3海藻酸盐阻燃驼羊毛织物的性能研究

3.1 化海藻酸盐醛基含量、黏度及氧化度测试分析

3.2海藻酸盐阻燃织物驼羊毛织物增重率分析

3.3海藻酸盐阻燃驼羊毛织物红外光谱分析

3.4海藻酸盐阻燃驼羊毛织物的微观形貌分析

3.5海藻酸盐阻燃驼羊毛的极限氧指数分析

3.6金属离子对多醛基海藻酸盐交联驼羊毛的极限氧指数分析

3.7海藻酸盐阻燃驼羊毛织物的热分析

3.8本章小结

4羧甲基纤维素盐阻燃驼羊毛织物的性能研究

4.2羧甲基纤维素盐阻燃织物驼羊毛织物增重率分析

4.3羧甲基纤维素盐阻燃驼羊毛织物红外光谱分析

4.4羧甲基纤维素盐阻燃驼羊毛织物的微观形貌分析

4.5羧甲基纤维素盐阻燃驼羊毛的极限氧指数分析

4.6金属离子对多醛基羧甲基纤维素盐交联驼羊毛的极限氧指数分析

4.7羧甲基纤维素盐阻燃驼羊毛织物的热分析

4.8本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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