Comprensione dei tessuti ignifughi: meccanismo e applicazione dei ritardanti di fiamma

Astratto: Questo articolo introduce principalmente il meccanismo di combustione, le caratteristiche di cracking termico, le tipologie e i meccanismi dei ritardanti di fiamma nei tessuti ignifughi, nonché i metodi di produzione e i metodi di prova delle fibre e dei tessuti ignifughi. Copre vari aspetti, dai principi dei ritardanti di fiamma ai processi di produzione, fino agli standard di prova, e guarda al futuro trend di sviluppo dei tessuti ignifughi, in particolare alla ricerca e allo sviluppo di ritardanti di fiamma a bassa tossicità e bassa emissione di fumi e di tessuti ignifughi multifunzionali. L'articolo elenca inoltre alcuni standard e regolamenti pertinenti di diversi paesi e regioni, nonché i prodotti e le tecnologie ignifughe sviluppati dall'azienda BEGOODTEX.

1. Contesto di sviluppo dei tessuti ignifughi

Nel corso della storia, il fuoco ha contribuito a plasmare il progresso umano e lo sviluppo tecnologico; tuttavia, rappresenta anche una grave minaccia per il verificarsi di incendi stessi. L'Associazione Europea dei Ritardanti di Fiamma (FERA) segnala che oltre 5.000 persone perdono la vita a causa di incendi in Europa, con notevoli ripercussioni socioeconomiche. La Germania subisce perdite fino a 6,5 ​​miliardi di marchi a causa degli incendi, mentre l'impatto economico degli incendi, all'interno dell'Unione Europea, rappresenta l'1% del PIL regionale. In Cina, ogni anno si verificano in media dai 30.000 ai 40.000 incendi, che causano dalle 2.000 alle 3.000 vittime e perdite economiche che vanno dai 200 ai 300 milioni di yuan, in aumento nel tempo.

La tecnologia ignifuga ha avuto origine negli anni Trenta, inizialmente con trattamenti non permanenti, per poi progredire verso l'uso di materiali ignifughi più durevoli, come quelli utilizzati nelle tende militari durante la Seconda Guerra Mondiale. Negli anni Sessanta, nazioni come Europa, Stati Uniti e Giappone hanno elaborato linee guida sulla resistenza al fuoco per i tessuti, imponendo l'utilizzo di materiali ignifughi in determinati luoghi e prodotti.

2. Importanza dei tessuti ignifughi

La ritardanza di fiamma si riferisce alla proprietà di un materiale di rallentare o impedire la combustione, proprietà che può essere intrinseca o ottenuta tramite post-lavorazione. Il meccanismo d'azione dei tessuti ignifughi consiste nel prevenire reazioni a catena durante il processo di combustione, come l'assorbimento di calore, la modifica della modalità di degradazione termica e la riduzione della produzione di gas combustibili, al fine di ottenere effetti ritardanti di fiamma.
La ricerca ha dimostrato che i tessuti ignifughi possono migliorare significativamente la sicurezza. Ad esempio, rispetto ai tessuti non trattati, i tessuti ignifughi possono prolungare il tempo di fuga da 10 a 15 volte, ridurre il calore e i gas tossici rilasciati durante la combustione ed evitare la produzione di fumo denso.

3. Normativa sulla tecnologia di combustione dei tessuti ignifughi

Attualmente, nel mondo tessile, i test di resistenza al fuoco utilizzano metodi riconosciuti a livello internazionale da diversi paesi, come lo standard BS del Regno Unito, lo standard DLN tedesco, lo standard GCSB canadese, lo standard FS statunitense, lo standard JLS giapponese, lo standard ANF francese, lo standard SLS svedese, lo standard GB cinese e gli standard internazionali dell'ISO. Diversi settori e istituzioni in nazioni come centri urbani o stati noti come New York e California negli Stati Uniti, così come dipartimenti come il Commercio (DOCFF), i Trasporti (DOT) e le organizzazioni militari, hanno i propri standard e metodologie di prova unici, seguiti da vari gruppi o associazioni come la National Fire Protection Association (NFPA), l'Association of Textile Chemists and Dyers (AATCC) e la Society for Testing and Materials (ASTM), tra gli altri.

stati Uniti

Dal 1953, gli Stati Uniti hanno promulgato il Flammable Fabrics Act (FFAP), che impone ai tessuti di rispettare i requisiti tecnici di infiammabilità. Alcuni standard associati includono:

• NFPA 701: standard per prove antincendio su tessuti e materiali in pellicola, sviluppato dalla National Fire Protection Association, che testa principalmente le caratteristiche di combustione dei materiali quando esposti alle fiamme.
• La norma NFPA 2112 si concentra sulle linee guida per gli indumenti ignifughi in contesti industriali come il settore petrolifero e del gas, dove gli indumenti protettivi sono fondamentali per proteggersi da brevi scariche di calore intenso provenienti dalle fiamme.
• CFR 1615/1616: le normative federali stabiliscono gli standard di sicurezza antincendio per i pigiami per bambini negli Stati Uniti, specificando quali materiali possono essere utilizzati e con quale velocità le fiamme possono propagarsi su di essi.

Canada

Il Canada ha approvato il Regolamento sui prodotti pericolosi e le normative correlate (come pigiami per bambini, tappeti, tende, ecc.), che vengono implementate da Health Canada per garantire che tutti i prodotti tessili soddisfino i requisiti ignifughi. Norme parziali correlate:

• CAN/ULC-S102: Metodi di prova antincendio per materiali e componenti edili, compresi gli elementi di arredo.
• CAN/CGSB 4.2 n. 27.5: Prestazioni di combustione della lettiera.

Giappone

Il Giappone non ha requisiti specifici di resistenza al fuoco per i prodotti di abbigliamento, ma ha stabilito standard ignifughi per tappeti e tende negli edifici, richiedendo che i tessuti utilizzati in luoghi specifici soddisfino le prestazioni ignifughe prescritte e siano etichettati con "etichette di prevenzione incendi". Ad esempio, la norma JIS L 1091 si applica ai tessili per la casa (tende, lenzuola).

Australia

Ogni stato australiano ha normative tecniche diverse: l'Australia Occidentale ha promulgato il Fair Trade Act del 1987 e i Children's Evening Dress Standards del 1988; la Tasmania ha il Flammable Clothing Act del 1973 e i Flammable Clothing Regulations del 2002; il Nuovo Galles del Sud ha promulgato i Fair Trade (General Requirements) Regulations del 2002. Queste normative stabiliscono che i metodi di prova e di resistenza al fuoco per l'abbigliamento da sera per bambini (come pigiami, accappatoi, ecc.) numerati da 00 a 14 devono essere conformi allo standard AS/NZS 1249.

Regno Unito

Il Regno Unito ha norme sulla sicurezza ignifuga per l'abbigliamento da sera. Nel 1985 sono entrate in vigore le Norme di sicurezza per l'abbigliamento da sera in sostituzione delle Norme di sicurezza per l'abbigliamento da notte femminile. Nel 1987 sono state apportate modifiche che hanno esteso queste norme a tutti i tipi di abbigliamento da sera. Secondo queste norme, l'abbigliamento da sera per bambini di età compresa tra 3 mesi e 13 anni deve essere conforme allo standard BS5722 e deve avere un'etichetta permanente che specifichi se è conforme allo standard di combustione. L'abbigliamento da sera trattato con prodotti chimici ignifughi deve essere accompagnato da etichette che avvertano delle istruzioni di lavaggio e dei detergenti specifici da utilizzare per la pulizia, secondo le linee guida delineate nella norma BS5651, prima di effettuare test o valutazioni sulle sue proprietà. Elenco parziale degli standard;

• La norma BS5815 viene utilizzata principalmente per valutare la resistenza al fuoco dei mobili, per garantire che i materiali offrano sicurezza in caso di incendio.
• BS5852 CRIB 5 è uno standard di prova che valuta la resistenza al fuoco di mobili e materiali di riempimento a un livello conforme ai requisiti di sicurezza antincendio.
• BS5867 TIPO C è uno standard di resistenza al fuoco specificamente progettato per tende e tessuti decorativi per interni; una classificazione di Tipo C indica che il materiale dimostra resistenza al fuoco quando esposto alle fiamme.
• BS7175 Fonte 7: Valutazione della resistenza al fuoco della biancheria da letto. La Fonte 7 è un requisito di protezione antincendio di alto livello comunemente utilizzato per la biancheria da letto nei luoghi pubblici.

4. Decomposizione termica dei tessuti

La combustione dei tessuti è influenzata dal loro tipo, dalla loro struttura e dalla loro composizione. Possono essere classificati in vari gruppi, come non infiammabili, resistenti al fuoco, ignifughi, infiammabili e combustibili. Il processo di combustione richiede tre elementi: una fonte di calore, ossigeno e materiali infiammabili. I tessuti si incendiano a causa delle fonti di calore. Una volta che la temperatura della fonte di calore raggiunge un certo livello, le fibre iniziano a decomporsi e rilasciano gas infiammabili che si combinano con l'ossigeno e prendono fuoco. La combustione dei tessuti prevede fasi come il riscaldamento del materiale prima che si fonda e si crepi, decomporsi e infine prendere fuoco a causa dell'ossidazione.

Tipi di fibre	Nome della fibra	Vicino alla fiamma	Nelle fiamme	Lascia la fiamma	Forma residua
fibra di cellulosa	Fibra di polpa di bambù	Non si scioglie e non si restringe	Brucia velocemente	Continua a bruciare	Una piccola quantità di grigio scuro tenue
	fibra di bambù	Non si scioglie e non si restringe	Brucia velocemente	Continua a bruciare	Una piccola quantità di grigio tenue
	Adesivo	Non si scioglie e non si restringe	Brucia velocemente	Continua a bruciare	Una piccola quantità di grigio-bianco-grigiastro tenue
	Cotone e kapok	Non si scioglie e non si restringe	Brucia velocemente	Continua a bruciare	Una piccola quantità di grigio-nero tenue
	Lino	Non si scioglie e non si restringe	Brucia velocemente	Continua a bruciare	Una piccola quantità di seta a forma di striscia grigio-bianco grigio
Fibre proteiche	Fibre proteiche di soia	Contrarre	C'è fumo nero nella combustione.	Continua a bruciare	Nero e grigio croccanti, una piccola quantità di pezzi duri
	Fibre proteiche del latte	Sciogliere e arricciare	Arriccia, sciogli, brucia	Bruciante, a volte autodistruttivo	Nero, sostanzialmente croccante,
	Fibra di cordone di conchiglia	Non si scioglie e non si restringe	Brucia rapidamente, non sciogliere e conserva il fascio di cerchi originale.	Continua a bruciare	Nero e grigio, fragile
	Lana, seta	Contrazione o arricciamento	Bruciare gradualmente	Non è facile da bruciare	Grigio nero croccante
fibra sintetica	fibra di poliestere	Contrazione, fusione	Prima sciogli e poi brucia	C'è molto fumo nero e gocciola liquido fuso,	Palla dura, vetrosa, marrone scuro
				Le gocce di fusione sono di colore marrone scuro.
	fibra di poliammide	Contrazione, fusione	Prima sciogli e poi brucia	Ci sono gocce di fusione, e le gocce di fusione sono marroni.	Palla dura, vetrosa, marrone scuro
	Fibre acriliche	Contrazione, microfusione, bruciatura	Combustione di fusione	Ci sono piccole scintille luminose.	Pezzi duri, neri e croccanti
	Fibra di alcol polivinilico	Contrazione, fusione	Bruciando	Continua a bruciare	Pezzi duri, neri e croccanti
	fibra di polipropilene	Contrazione lenta	Combustione di fusione	Ci sono gocce di fusione, e le gocce di fusione sono di colore bianco latte.	Palla dura giallo-marrone

Fibre cellulosiche

La fibra di cellulosa è un materiale che si modifica quando viene riscaldata e può rilasciare residui solidi, liquidi e gas combustibili. Il modo in cui la fibra si decompone sotto l'azione del calore determina se continuerà a bruciare o meno. Quando la cellulosa brucia, subisce due tipi di combustione: una con fiamme e l'altra senza (cova senza fiamma).

Il processo di degradazione può essere osservato in tre fasi:

1. La rottura iniziale avviene a temperature inferiori a 370 ℃

2. La rottura principale avviene tra 370 ℃ e 430 ℃

3. La fase di rottura finale avviene sopra i 430 ℃

Nella fase di cracking (con temperature superiori a 430 °C), le prestazioni di combustione sono determinate dai prodotti di cracking; i risultati della ricerca indicano che la riduzione della produzione di elementi infiammabili può ridurre efficacemente i rischi di combustione. Ad esempio, durante i processi di pirolisi delle fibre di cotone vengono generatetel28 sostanze infiammabili; al contrario, con le fibre di cotone trattate con ritardanti di fiamma, i tipi e le quantità di prodotti di pirolisi vengono notevolmente ridotti.

Fibre di poliestere

Il modo in cui bruciano le fibre di poliestere è simile a quello in cui bruciano altri materiali polimerici sintetici. Quando le fibre di poliestere sono esposte al calore, si decompongono. Emettono gas infiammabili che favoriscono la propagazione più rapida dell'incendio. Per evitare che l'incendio si propaghi, è importante ridurre al minimo il rilascio di questi gas: durante la decomposizione, rallentare le reazioni che avvengono nell'aria, assorbire il calore prodotto dall'incendio o limitare la durata dell'incendio sottraendo ossigeno all'ambiente.

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5. Comprensione dei meccanismi dei ritardanti di fiamma

Meccanismi ritardanti di fiamma nei tessuti

1. Teoria della fusione (teoria della copertura superficiale)

Alcune sostanze, come il borace e l'acido borico, si fondono e, quando riscaldate, formano una pellicola vetrosa che ricopre la superficie delle fibre, isolando l'aria e inibendo la combustione. I fosfuri possono favorire la carbonizzazione, mentre i bromuri si decompongono producendo gas non combustibili, isolando ulteriormente l'aria o diluendo i gas combustibili, con conseguente effetto ritardante di fiamma.

2. Effetto di assorbimento del calore

I ritardanti di fiamma riducono la temperatura delle superfici dei polimeri e delle zone di combustione attraverso l'assorbimento del calore, la disidratazione, il cambiamento di fase o la decomposizione, rallentando così il processo di decomposizione termica.

3. Teoria della disidratazione

I ritardanti di fiamma a base di fosforo generano pirofosfato a contatto con le fiamme, che ha un forte effetto disidratante e contribuisce alla carbonizzazione delle fibre. La pellicola carbonizzata che si forma può isolare efficacemente l'aria e ridurre il rilascio di gas infiammabili.

4. Ritardante di fiamma in fase condensata

L'effetto ritardante di fiamma della fase condensata si ottiene ritardando o interrompendo il processo di decomposizione termica dei materiali. Tra i metodi più comuni figurano:

• I ritardanti di fiamma ritardano o impediscono la decomposizione termica dei gas infiammabili e dei radicali liberi nella fase solida.
• L'uso di riempitivi inorganici rende difficile per il materiale raggiungere la temperatura di decomposizione termica attraverso l'accumulo e la conduzione del calore.
• I ritardanti di fiamma si decompongono e assorbono il calore quando vengono riscaldati, rallentando l'aumento della temperatura.
• La superficie dei materiali ignifughi forma uno strato di carbonio poroso che fornisce isolamento e barriera all'ossigeno, impedendo ai gas infiammabili di entrare nella fase gassosa e interrompendo la combustione.

5. Ritardante di fiamma in fase gassosa

Il ritardante di fiamma in fase gassosa sopprime le reazioni di combustione in fase gassosa catturando ed eliminando i radicali liberi come H · e HO ·, controllando efficacemente il processo di combustione.

6. Particelle di polvere o effetti muro

I radicali liberi possono perdere la loro attività a contatto con particelle di polvere o pareti di recipienti, riducendo la velocità delle reazioni in fase gassosa e inibendo così la combustione.

7. Effetto gocciolina

Quando le fibre termoplastiche vengono riscaldate, fondono, riducendo la loro superficie di contatto con l'aria e causando il distacco di goccioline dalla fiamma, riducendo così la velocità di combustione. Per ottimizzare la resistenza alla fiamma, diversi meccanismi collaborano tipicamente attraverso interazioni sinergiche per migliorare le prestazioni complessive del ritardante di fiamma.

Principi dei vari ritardanti di fiamma

Esistono vari tipi di ritardanti di fiamma, principalmente suddivisi in ritardanti di fiamma alogeni, ritardanti di fiamma fosfatici, ritardanti di fiamma inorganici e ritardanti di fiamma espansivi. Il meccanismo di azione ritardante di fiamma di ciascun tipo è diverso.

1. Meccanismo ritardante di fiamma dei ritardanti di fiamma alogenati

Riscaldando, i ritardanti di fiamma alogeni si decompongono e producono gas non combustibili, nella maggior parte dei casi alogenuri di idrogeno che raggiungono la superficie del materiale, ricoprendola con una pellicola che isola l'ossigeno dalla reazione di combustione. Sia gli alogenuri di idrogeno che i radicali liberi si combinano per formare radicali di cloro o bromo a bassa attività, che riducono ulteriormente la velocità di combustione.

2. Meccanismo ritardante di fiamma dei fosfati inorganici

I ritardanti di fiamma al fosforo agiscono attraverso il meccanismo della disidratazione e della carbonizzazione. I fosfati sono in grado di formare corpi vetrosi polifosfatici ad alte temperature, che racchiudono il materiale e impediscono all'ossigeno di raggiungere la sua superficie e favorire la combustione. Le coppie ioniche possono anche migliorare l'effetto ritardante di fiamma se combinate con fosfati metallici e cloruri.

3. Meccanismo ritardante di fiamma dei ritardanti di fiamma a base di esteri fosforici

I ritardanti di fiamma a base di esteri fosforici attenuano l'infiammabilità dei materiali formando acidi fosforici e metafosforici non volatili che catalizzano la disidratazione, nonché uno strato isolante di protezione in carbonio.

4. Effetto sinergico del triossido di antimonio e dei ritardanti di fiamma alogenati

I ritardanti di fiamma al triossido di antimonio e agli alogeni possono lavorare insieme per assorbire il calore, consumare i radicali liberi che si formano durante la combustione della resina, ridurre la temperatura superficiale o la velocità di rilascio del gas infiammabile nella fase di separazione dell'incendio da un lato, ottimizzare l'effetto sinergico dall'altro.

5. Meccanismo ritardante di fiamma dei ritardanti di fiamma al fosforo e all'azoto

Anche il ritardante di fiamma al fosforo/azoto genera uno strato di schiuma carbonizzata per espansione. Le caratteristiche di quest'ultima riguardano l'isolamento termico, la separazione di ossigeno e fumo e l'esclusione di gocce fuse. Lo strato di schiuma di carbonio, in quanto materiale poroso prodotto dalle schiume rigide in poliuretano, può isolare e impedire l'accensione della fonte, rallentando intrinsecamente la combustione per superare questo problema.

6. Percorsi di produzione per tessuti ignifughi

Esistono essenzialmente due approcci per rendere fibre e tessuti ignifughi: modificare le fibre stesse per ottenere una resistenza permanente alla fiamma o utilizzare finiture ignifughe sulla superficie del materiale. Per fibre come cotone idrofilo e lino, si utilizzano metodi di post-finissaggio per ottenere ignifughi, tramite deposizione per adsorbimento o legame chimico, per fissare il ritardante di fiamma sul tessuto o sul filato, garantendone le proprietà ignifughe. Le fibre sintetiche come poliestere e acrilico possono contenere ritardanti di fiamma incorporati durante la filatura, che vengono poi modificati tramite copolimerizzazione o miscelazione per migliorarne le proprietà ignifughe. In alternativa, l'ignifugazione delle fibre può essere ottenuta attraverso trattamenti di post-finissaggio per una maggiore resistenza al fuoco. Rispetto ai metodi tradizionali, l'applicazione di ritardanti di fiamma dopo la produzione è più semplice, richiede meno investimenti e produce risultati più rapidi, il che la rende un'opzione più praticabile per l'introduzione di nuove linee di prodotto. Le tecniche di post-lavorazione possono influenzare la resistenza e l'aspetto dei tessuti, oltre a influenzarne le proprietà ignifughe rispetto alla modifica del tessuto di seta non trattato.

Percorsi di produzione per fibre ignifughe

Le fibre ignifughe ottengono proprietà ignifughe aggiungendo direttamente ritardanti di fiamma durante il processo di produzione. I metodi includono principalmente copolimerizzazione, miscelazione, copolimerizzazione a innesto, assorbimento di ritardanti di fiamma, alogenazione superficiale della fibra e post-finitura.

1. Copolimerizzazione: Aggiunta di composti contenenti elementi ritardanti di fiamma (fosforo, alogeno, zolfo, ecc.) come comonomeri delle catene polimeriche per migliorare la resistenza alla fiamma delle fibre. Questo metodo offre il vantaggio di una resistenza alla fiamma duratura della fibra, ma l'elevata temperatura di polimerizzazione causerebbe reazioni collaterali e comprometterebbe le prestazioni del polimero.
2. Metodo di miscelazione: Questo metodo prevede l'aggiunta di ritardanti di fiamma alla fusione (miscela di fibre allo stato fuso). Ciò richiede che i ritardanti di fiamma siano caratterizzati da stabilità termica, compatibilità con i polimeri e non compromettano le prestazioni delle fibre. Sono necessari ritardanti di fiamma ad alta temperatura che possano interagire con i polimeri e non influiscano sulle prestazioni delle fibre.
3. Copolimerizzazione ad innesto: I composti con fosforo e alogeno vengono innestati sulle catene molecolari delle fibre utilizzando metodi chimici o radiazioni ad alta energia per migliorare la resistenza alla fiamma [9–12]. Copolimerizzazione ad innesto: i composti di fosforo e alogeno vengono innestati sulle catene molecolari delle fibre utilizzando metodi chimici o radiazioni ad alta energia per migliorare la resistenza alla fiamma.
4. Metodo di assorbimento ignifugo: adsorbimento di ritardanti di fiamma sulle fibre, metodo semplice ma meno efficace.
5. Alogenazione della superficie della fibra: Mediante il trattamento di clorazione indotto dalle radiazioni, la superficie della fibra ottiene proprietà ignifughe.
6. Metodo di post-finitura: Applicare il ritardante di fiamma in modo uniforme sulla superficie delle fibre o dei tessuti. Questo metodo è semplice e facile da implementare, ma l'effetto ritardante di fiamma non è duraturo e può influire sulla consistenza e sul colore del tessuto.

Percorsi di produzione per tessuti ignifughi

I tessuti ignifughi vengono solitamente realizzati mediante post-finitura della superficie del tessuto e applicando diversi metodi di finitura per rendere le fibre ignifughe. I metodi di finitura ignifughi più comuni includono imbottitura e cottura, tintura ad esaurimento, spalmatura, spruzzatura, ecc.

1. Metodo di cottura con rotolamento: Il metodo più comune di finitura ignifuga, con ritardanti di fiamma a bagno, essiccazione e cottura. Può essere eseguito nello stesso bagno degli altri metodi di finitura (ad esempio, finitura morbida). Può essere eseguito nello stesso bagno del processo di finitura (come la finitura morbida)
2. Metodo di tintura esaustivo: Il tessuto viene immerso in una soluzione ignifuga e poi asciugato. È adatto per fibre sintetiche idrofobe e solitamente viene tinto nello stesso bagno. Questo metodo ha uno scarso effetto ignifugo.
3. Metodo di rivestimento: Mescolare i ritardanti di fiamma con agenti reticolanti o adesivi e applicarli ai tessuti. I metodi di rivestimento più comuni includono il rivestimento a raschietto, il rivestimento a colata e il rivestimento a laminazione.
4. Smetodo di preghiera:Utilizzato per tessuti pesanti, l'apparecchiatura non è adatta per la finitura generale, né per la finitura ignifuga a spruzzo manuale o meccanica. Tipo di spruzzo: adatto per tessuti pesanti non adatti alle attrezzature di finitura tradizionali. La finitura ignifuga viene eseguita a spruzzo manuale o meccanica.

Metodi per la finitura ignifuga di tessuti in fibre diverse

1. fibra di poliestereIl poliestere è un materiale infiammabile che viene trattato in modo ignifugo attraverso metodi di copolimerizzazione, miscelazione, filatura composita e post-finitura. Il ritardante di fiamma con il metodo di copolimerizzazione è superiore, ma costoso; mentre con il metodo di miscelazione, il processo è semplice ed economico, ma l'effetto ignifugo è relativamente scarso, mentre con la copolimerizzazione l'effetto ignifugo è inferiore, poiché il metodo di miscelazione non garantisce l'effetto sinergico del ritardante di fiamma e del polimero.
2. Fibra clorurata in nitrile: Come fibra ignifuga legata mediante metodi di copolimerizzazione con metodo di miscelazione (copolimero). Una buona fibra ignifuga viene preparata dalla copolimerizzazione di monomeri contenenti cloro (ad esempio, cloruro di vinilidene con acrilonitrile). Come nel caso della copolimerizzazione di monomeri clorurati come il cloruro di vinilidene con acrilonitrile, le fibre incorporano migliori funzionalità ignifughe.
3. Tessuto di cotone:È principalmente un tessuto che prende facilmente fuoco, per cui è necessario un trattamento ignifugo. Esistono due tipi di trattamento ignifugo: uno non ignifugo (ad esempio, fosfato, cloruro di ammonio e altri metodi) e l'altro ignifugo (ad esempio: il cloruro di tetraidrossimetilfosfato è un ritardante di fiamma). È necessario includere un trattamento ignifugo.
4. Tessuto di lana: La lana di per sé ha una resistenza al fuoco relativamente elevata, ma quando è richiesta una maggiore resistenza al fuoco, è necessario ricorrere a un finissaggio ignifugo. La tecnologia convenzionale applica il finissaggio sotto forma di complessi e/o complessi liberi di titanio, zirconio o idrossiacidi per aumentare la resistenza al fuoco senza quasi modificare la mano della lana. I finissaggi tipici della lana sono fanghi di titanio e zirconio o idrossiacidi che formano complessi con la fibra e migliorano il livello di resistenza al fuoco senza alterare la mano della lana.
5. Tessuti di canapa: La cellulosa (un polimero di carboidrati che costituisce la maggior parte delle fibre di canapa) è altamente combustibile e si infiamma rapidamente. Allo stesso tempo, la fibra di canapa ha la temperatura di rottura più bassa, quindi è essenziale trattare le grandinate di ritardanti di fiamma contenenti fosforo e ottenere l'effetto ritardante di fiamma aumentando la temperatura di carbonizzazione e riducendo la generazione di gas combustibili. Tessuti di canapa: la fibra di canapa, che può essere filata su tessuto, è per sua natura infiammabile e si rompe facilmente a causa della bassa temperatura di rottura. I ritardanti di fiamma contenenti fosforo sono comunemente utilizzati per promuovere il processo di carbonizzazione e il rilascio di cenere per ridurre la fiamma e i gas combustibili per ottenere un effetto ritardante di fiamma.
6. Tessuto di nylon: La finitura ignifuga del tessuto di nylon è più complessa rispetto a quella del tessuto di cotone, e i ritardanti di fiamma preferiti sono quelli contenenti zolfo come la tiourea e il tiocianato di ammonio, che hanno un elevato effetto ignifugo sul nylon. Tessuto di nylon La finitura ignifuga del tessuto di nylon è più complessa, e i ritardanti di fiamma contenenti zolfo come la tiourea e il tiocianato di ammonio hanno un buon effetto ignifugo.
7. Tessuto misto poliestere/cotone: La finitura ignifuga del tessuto misto poliestere-cotone è più complessa, poiché l'attribuzione delle caratteristiche delle due fibre è diversa. Ognuna richiede un trattamento ignifugo diverso e rinforzi con ritardanti di fiamma complementari. Il trattamento ignifugo è solitamente richiesto per ciascuno dei componenti, sebbene ciò possa essere ottenuto utilizzando ritardanti di fiamma sinergici.

7. Metodi per testare i tessuti ignifughi

Metodo dell'indice limite di ossigeno (LOI)

Questa tecnica identifica la concentrazione minima di ossigeno necessaria affinché i tessuti possano incendiarsi in una miscela di ossigeno e azoto. Un valore di LOl più elevato indica proprietà ignifughe. Sebbene questo approccio sia prezioso, a fini di ricerca non è ampiamente utilizzato nelle pratiche produttive quotidiane.

Metodo di masterizzazione verticale

Valutare l'efficacia delle proprietà ignifughe esaminando come bruciano i tessuti, quanto tempo impiegano per accendersi e l'entità del danno causato da particolari impostazioni di fiamma. Questo approccio è comunemente impiegato per testare una gamma di tessuti ignifughi ed è particolarmente diffuso negli standard cinesi, dove svolge un ruolo significativo.

Metodo di combustione con inclinazione a 45°

Valutare la resistenza del tessuto alle fiamme misurando per quanto tempo brucia e l'estensione dell'area danneggiata quando viene posizionato con un angolo di 45 gradi.

Metodo di combustione superficiale

Mettiamo alla prova la resistenza al fuoco dei tessuti misurando come e per quanto tempo la fiamma si propaga su una superficie piana.

8. Tendenze di sviluppo dei tessuti ignifughi

Lo stato attuale dei tessuti ignifughi a livello globale

Negli ultimi anni si sono registrati notevoli progressi nella tecnologia globale dei ritardanti di fiamma per i tessuti. Diverse organizzazioni di ricerca e aziende hanno lavorato su materiali e metodi per migliorare la resistenza alla fiamma, come il masterbatch ignifugo in polipropilene e soluzioni composite che offrono sia proprietà ignifughe che antistatiche. L'obiettivo principale del progetto di ricerca è lo sviluppo di fibre ignifughe ad alte prestazioni e l'esplorazione del loro utilizzo, con particolare attenzione alle fibre con elevate proprietà ignifughe e al loro utilizzo in tessuti misti. Queste fibre hanno un indice di ossigeno compreso tra 45 e 50.

Diverse nazioni hanno inoltre creato una gamma di ritardanti di fiamma, dotati al contempo di eccezionali qualità ignifughe. Ad esempio, BEGOODTEX ha sviluppato Aquafyreguad™, una linea di ritardanti di fiamma progettati per diversi tipi di fibre naturali e sintetiche.

Sviluppo Tlacerazioni di Fzoppo Rritardante Testili

1. Rafforzare lo sviluppo di fibre ignifughe

Le fibre ignifughe hanno una bassa produzione e applicazione, e in futuro dovrebbero essere sviluppate fibre ignifughe più performanti e multifunzionali, in grado di trovare impiego in settori specifici come quello militare e antincendio. La resa delle fibre ignifughe e la loro estensione applicativa sono basse e, in futuro, sarà necessario un notevole impegno nella ricerca, nello sviluppo e nella produzione di fibre ignifughe, in particolare per quanto riguarda le fibre ignifughe ad alte prestazioni e ad alta funzionalità, con un numero limitato di tecnologie specifiche, tra cui quelle destinate al settore militare e antincendio.

2. Ricerca multifunzionale

Attualmente, la maggior parte dei tessuti ignifughi può svolgere solo la funzione ignifuga. L'azienda cinese BEGOODTEX ha annunciato tessuti multifunzionali ignifughi, come: ritardante di fiamma e antibatterico (FRANtiBact ™), ritardante di fiamma e impermeabile (FRANTiAqua ™), ritardante di fiamma GRS (GRSFRTex ™), ritardante di fiamma e resistente ai raggi UV (FRANTIUV ™), e ritardante di fiamma e blocca la luce (AntiLightFR ™), ritardante di fiamma e antistatico (FRStaticGuard ™), ritardante di fiamma e di grado medico (FRMediGuard ™).

3. Ricerca e sviluppo di ritardanti di fiamma a bassa tossicità e bassa emissione di fumi

La tendenza futura è quella di sviluppare ritardanti di fiamma a bassa tossicità, bassa emissione di fumi e privi di inquinamento. Recentemente BEGOODTEX ha lanciato fibre naturali ECO come FR 100% Cotone e FR 100% Viscosa, ecologiche, biodegradabili, prive di formaldeide, prive di sostanze chimiche, non irritanti e anallergiche. Fibre naturali ECO come FR 100% Cotone e FR 100% Viscosa sono state recentemente introdotte da BEGOODTEX e sono ecologiche, biodegradabili, prive di formaldeide, prive di sostanze chimiche, non irritanti e non affaticanti.