环境友好型阻燃纤维素纤维的研究

摘要

通过纤维素氨基甲酸酯法(Cellulose Carbamate简称CC)纺制纤维素纤维被誉为环境友好型纤维素纤维.该文采用环境友好的纤维素氨基甲酸酯法生产阻燃纤维素纤维,首先研究了碱法、液氨法、电子束辐射法、蒸汽闪爆和氨闪爆法及超声波法活化纤维素后其结构的变化,在此基础上探讨了纤维素氨基甲酸酯的合成方法及其条件,又自己合成了三种纤维素用磷系阻燃剂.最后,通过共混纺丝制得了阻燃纤维素纤维,并对阻燃纤维素的阻燃性能及膨胀阻燃作用机理进行了探讨和研究.作者还在前人研究的基础上利用傅立叶红外(FTIR)谱图、广角X光衍射(WAXD)、扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜、差示扫描量热仪(DSC)、克达尔定氮元素分析、铜氨溶液测定纤维素聚合度等多种手段对纤维素的碱法、液氨法、超声波法活化纤维素后其结构的变化和合成纤维素衍生物过程中结构及性能的变化进行了较为系统的研究.探讨了纤维素氨基甲酸酯的合成方法及工艺条件,并通过在纤维素氨基甲酸酯与粘胶的共混纺丝纺丝液中加入阻燃剂纺制得到了阻燃纤维素纤维,对纤维的各种性能进行了测试分析.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1环境友好型纤维素纤维生产技术的研究进展

1.1.1纤维素纤维的发展历史

1.1.2溶剂法纺制纤维素纤维技术

1.1.3蒸汽闪爆法纺制纤维素纤维

1.1.4环境友好型氨基甲酸酯(CC)法纺制纤维素纤维

1.2阻燃纤维素纤维生产技术

1.2.1阻燃纤维素纤维及织物发展概况

1.2.2阻燃纤维素纤维的制造方法

1.3论文研究的主要内容及其意义

1.3.1本课题研究的内容

1.3.2本课题研究的意义

第二章纤维素用磷系阻燃剂的合成及性能研究

2.1纤维素用阻燃剂的发展概况

2.1.1阻燃剂的分类及发展

2.1.2纤维素纤维用阻燃剂

2.2实验部分

2.2.1化学试剂

2.2.2合成原理

2.2.3合成步骤及操作

2.2.4阻燃剂的鉴定及性能测试

2.3结果与讨论

2.3.1阻燃剂的合成工艺

2.3.2阻燃剂的谱图解析[126]

2.3.3阻燃剂的差示扫描量热(DSC)分析

2.3.4阻燃剂的热重(TG)分析

2.4本章小结

第三章纤维素活化的研究

3.1纤维素的活化方法概述

3.1.1纤维素的化学方法活化

3.1.2纤维素的物理方法活化

3.1.3纤维素的生物方法活化

3.2实验部分

3.2.1原料与试剂

3.2.2活化实验

3.2.3活化后纤维素浆粕的测试

3.3结果与讨论

3.3.1碱浸渍预处理纤维素

3.3.2液氨预处理纤维素

3.3.3电子束辐射预处理纤维素

3.3.4蒸汽闪爆/氨闪爆预处理纤维素

3.3.4超声波处理纤维素

3.4本章小结

第四章纤维素氨基甲酸酯的合成及表征

4.1概述

4.2实验部分

4.2.1原料与试剂

4.2.2合成实验方法及表征

4.3结果与讨论

4.3.1纤维素氨基甲酸酯合成方法及工艺

4.3.2纤维素氨基甲酸酯的结构分析

4.4本章小结

第五章CC/粘胶共混阻燃纤维素纤维的纺制及结构与性能研究

5.1概述

5.2实验部分

5.2.1实验方法

5.3结果与讨论

5.3.1纤维素氨基甲酸酯的溶解性能

5.3.2 CC/CX/磷系阻燃剂共混纺丝成形原理

5.3.3 CC/CX共混阻燃纤维素纤维的结构

5.3.4 CC/CX共混阻燃纤维素纤维的性能

5.4本章小结

第六章CC/CX共混纤维素薄膜和纤维阻燃性能的研究

6.1纤维素纤维的燃烧与阻燃作用机理

6.1.1纤维的燃烧过程

6.1.2纤维素纤维受热的化学反应

6.1.3阻燃作用机理

6.1.4磷系阻燃剂的作用机理及其协同阻燃体系

6.2实验部分

6.2.1水平燃烧实验

6.2.2热重分析(TG)

6.2.3氧指数(LOI)的测定

6.2.4成炭速率和残炭率的测定

6.2.5扫描电镜分析

6.3结果与讨论

6.3.1阻燃纤维素膜的热裂解及热氧化裂解

6.3.2纤维素膜的阻燃性能

6.3.3 CC法纺制的阻燃纤维素纤维的阻燃性能

6.3.4燃烧炭层的形态

6.4本章小结

第七章DDPS阻燃剂的热分解动力学及分解机理研究

7.1 DDPS阻燃剂的热分解动力学研究

7.1.1动力学基本方程的建立及动力学参数计算方法

7.2动力学实验结果及分析

7.2.1 Kissinger法分析DDPS阻燃剂的动力学参数

7.2.2 Doyle-Ozawa积分法分析DDPS阻燃剂的分解动力学

7.3 DDPS阻燃剂热分解反应机理研究

7.4本章小结

第八章全文总结

参考文献

致 谢

攻读博士学位期间发表的科研论文

作者简介