Is spandex brandbaar? Analyse van de verbrandingseigenschappen van elastaan

Spandex (ook bekend als elastaan ​​of lycra) staat bekend om zijn ongeëvenaarde elasticiteit en comfort, waardoor het veel wordt gebruikt in sportkleding, medisch textiel en woningtextiel. Maar is deze hoogwaardige vezel brandveilig? Brandt het of dooft het vanzelf? Dit artikel analyseert de chemische eigenschappen van spandex, de ontvlambaarheidsclassificatie (LOI), de drie belangrijkste technische toepassingen van vlamvertragende spandex en testnormen grondig. Zo krijgt u een volledig inzicht in de toepassingswaarde en veiligheidsvoordelen van vlamvertragende spandex.

Belangrijkste punten:

• Spandex (Elastane) is een zeer ontvlambaar synthetische vezel met een lage beperkende zuurstofindex (LOI) van 18-20%.
• Het brandt snel, smelt en produceert gevaarlijke gesmolten druppels vanwege de chemische structuur van polyurethaan.
• Vlamvertragende (FR) Spandex wordt hoofdzakelijk op drie manieren vervaardigd: co-polymerisatie (inherent FR), additieve menging of oppervlakteafwerking.
• “Inherently FR” (co-polymerisatie) biedt de meest duurzame en stabiele brandwerendheid, die meer dan 50 wasbeurten meegaat.
• FR Spandex is essentieel voor de veiligheid bij beschermende kleding (EN ISO 11612) en woningtextiel (NFPA 701).

Brandt spandex (elastaan) echt?

Ja, Spandex is een zeer brandbare, zeer elastische synthetische vezel.

Chemisch gezien is spandex (elastaan) een polyurethaanvezel. Door de moleculaire structuur, die rijk is aan koolstof-waterstofverbindingen, ontbindt het gemakkelijk bij verhitting en komen er brandbare gassen vrij. Bij blootstelling aan een open vlam zal spandex snel opkrullen, smelten, verbranden en gepaard gaan met zwarte rook en gesmolten druppels. Deze druppels kunnen andere materialen doen ontbranden en ernstige secundaire brandwonden op de huid veroorzaken. Bovendien ontleedt brandend polyurethaan onder vorming van giftige gassen, zoals isocyanaten, en heeft het een scherpe, scherpe geur.

Waarom brandt spandex zo snel? Een chemische structuuranalyse

De fundamentele reden voor de brandbaarheid van Spandex ligt in de chemische structuur van polyurethaan. Deze stof heeft een hoog koolwaterstofgehalte en een lage thermische ontledingstemperatuur.

Spandex bestaat voornamelijk uit zacht polyether of polyesterpolyurethaan. Deze structuur heeft twee belangrijke zwakke punten wat betreft brandwerendheid:

1. Hoog koolwaterstofgehalte: De moleculaire ketens bevatten een groot aantal –CH₂–, –O– en –NH– groepen, die allemaal brandbare componenten zijn.
2. Lage thermische ontledingstemperatuur: Spandex heeft een relatief laag ontbrandingspunt en begint thermisch te ontbinden rond de 230°C–260°C. Het scheurt snel en produceert brandbare gassen zoals koolmonoxide en koolwaterstoffen, wat leidt tot een zeer snelle verbranding.

Verbrandingseigenschappen van spandex

Het specifieke gedrag van Spandex bij verbranding verschilt aanzienlijk van andere vezels:

Eigendom	Spandex (Polyurethaan) Verbrandingsgedrag
Ontstekingsmoeilijkheden	Gemakkelijk te ontsteken
Brandsnelheid	Snel
Vlamkleur	Felgele vlam
Brandend residu	Gesmolten zwarte kralen
Geur	Scherp, bijtend (giftige dampen)

De brandbaarheidsclassificatie van Spandex: wat is de beperkende zuurstofindex (LOI)?

De beperkende zuurstofindex (LOI) van spandex bedraagttel18%–20%, waardoor het materiaal als zeer ontvlambaar wordt beschouwd.

De LOI (Limiting Oxygen Index) is de belangrijkste maatstaf voor de ontvlambaarheid van een materiaal. Het geeft de minimale zuurstofconcentratie weer die nodig is om de verbranding in stand te houden. Omdat de zuurstofconcentratie in de lucht ongeveer 21% bedraagt, zal elk materiaal met een LOI onder de 21% in de lucht blijven branden nadat het is ontstoken.

De LOI van Spandex ligt ruim onder de veiligheidsdrempel van 21%. Dit betekent dat het materiaal in de lucht zelfstandig kan ontbranden en niet zelfdovend is.

LOI-vergelijking: spandex versus andere vezels

Vergeleken met gewone textielvezels is de brandbaarheid van spandex hoog. U kunt op de verschillende vezels in de onderstaande tabel klikken om gedetailleerde informatie te bekijken over hun brandwerende of vlamvertragende eigenschappen:

Vezeltype	LOI (Limiting Oxygen Index)	Ontvlambaarheidsklasse
Spandex (Polyurethaan)	18–20%	Ontvlambaar
Katoen	18%	Ontvlambaar
Polyester	20–22%	Brandbaar
Nylon	20–22%	Brandbaar
Acryl	18.5%	Zeer brandbaar
Fr polyester	≥28%	Vlamvertragend
Modacryl	28–32%	Vlamvertragend
Aramide	28–30%	Vlamvertragend / Zelfdovend
Glasvezel	>100%	Niet-brandbaar

Hoe wordt spandex vlamvertragend gemaakt? De drie belangrijkste technische routes

Omdat spandex van nature brandbaar is, moet het een chemische modificatie of afwerking ondergaan om brandvertragende eigenschappen te verkrijgen. Deze technologieën zijn voornamelijk gebaseerd op drie mechanismen: verdunning in de gasfase, isolatie van de koolstoflaag en het vangen van vrije radicalen. Commercieel verkrijgbare FR Spandex wordt voornamelijk geproduceerd via de volgende drie routes:

Route 1: Copolymerisatie-modificatie (inherent FR)

Dit is de meest geavanceerde en stabiele methode. Tijdens de polymerisatiefase van spandex worden vlamvertragende monomeren (zoals DOPO-derivaten of fosfaatpolyolen) die fosfor, stikstof of silicium bevatten, toegevoegd, waardoor de vlamvertragende elementen een permanent onderdeel van de moleculaire keten worden. Dit is de kerntechnologie achter Begoodtex FR Spandex, die permanente, wasbestendige veiligheid garandeert. Lees meer over onze Inherent FR Spandex-stof.

• Voordelen: De FR-eigenschap is permanent, stabiel, niet-migrerend en bestand tegen wassen (meer dan 50 cycli).
• Nadelen: Hoge kosten, complex syntheseproces en mogelijk een lichte vermindering van de elasticiteit.
• Effect: De LOI kan worden verhoogd tot 28–30%, waarmee de classificatie ‘vlamvertragend’ wordt bereikt.

Route 2: Additief vlamvertragend middel (fysische menging)

Hierbij worden vlamvertragende poeders of vloeistoffen (zoals fosfor, stikstof of vlamvertragende middelen) fysiek toegevoegd aan de Spandex-spinoplossing of het polymeersysteem.

• Voordelen: Relatief eenvoudig proces en lagere kosten.
• Nadelen: De FR-middelen kunnen gemakkelijk migreren (uitlogen) en zijn niet duurzaam genoeg om te wassen (de prestaties kunnen na 10 wasbeurten afnemen).
• Effect: De LOI wordt verhoogd naar 24–27%.

Route 3: Oppervlakte brandvertragende afwerking (nabewerking)

Hierbij wordt een vlamvertragende coating of impregneerlaag aangebracht op het oppervlak van de afgewerkte spandexvezel of spandexhoudende stof (zoals een poly-spandexmengsel). Veelgebruikte systemen zijn fosfor-stikstof (PN) afwerkingen (bijv. Pyrovatex, Proban) of siliconencoatings.

• Voordelen: Geschikt voor gemengde stoffen, minimale invloed op elasticiteit en handgevoel.
• Nadelen: De slechtste wasduurzaamheid, de prestaties nemen doorgaans af na 20-30 wasbeurten.

Hoe worden de prestaties van Spandex FR getest? Algemene methoden en normen

Bij brandbaarheidstesten wordt vooral gekeken naar de brandsnelheid, de zelfdovendheidstijd, het smelt-/druipgedrag en de massaverliessnelheid. Om te bepalen of de stof voldoet aan specifieke veiligheidsnormen. Verschillende toepassingen komen overeen met verschillende testnormen:

• NFPA 701 (VS): Wordt voornamelijk gebruikt voor gordijnen, vitrages en ander hangend textiel. Vereist dat het monster binnen 2 seconden na verwijdering van de vlam zelfdovend is, met minder dan 40% massaverlies en zonder brandende druppels.
• EN ISO 11612 (EU): De norm voor beschermende kleding. Tests omvatten onder andere de warmteoverdrachtsindex (HTI) na 10 seconden contact met een vlam van 650 °C.
• FMVSS 302 (Automobiel): De Amerikaanse norm voor auto-interieurmaterialen. Vereist een horizontale brandsnelheid van maximaal 100 mm/min.
• BS 5852 (VK): Wordt gebruikt om de brandprestaties van gestoffeerd meubilair (zoals banken) te beoordelen.

Typische toepassingsscenario's voor spandex

De kernwaarde van Spandex ligt in de hoge elasticiteit (5 tot 8 keer de oorspronkelijke lengte) en het uitstekende herstelvermogen. Het wordt zelden alleen gebruikt. In plaats daarvan wordt het als functioneel bestanddeel (meestal 2%-25%) gemengd met vezels zoals katoen, polyester en nylon, en vindt het brede toepassing in kleding, huishoudtextiel en industriële toepassingen.

Toepassingen voor kleding (2%–25% spandex)

• Sportkleding/Actieve kleding: Biedt hoge rekbaarheid, zweetbestendigheid en ademend vermogen voor yogabroeken, fietskleding, compressiekleding en zwemkleding (5%–20% spandex).
• Denim/Stretchbroeken: Biedt comfort, rekbaarheid en kreukherstel (2%–5% spandex).
• Intiem ondergoed/Shapewear: Vereist een zachte, aansluitende pasvorm voor de lichaamsvorm (10%–25% spandex).
• Sokken/Kousen: Behoudt de vorm en voorkomt doorzakken (2%–10% spandex).

Huistextiel en industriële toepassingen (2%–10% spandex)

• Woninginrichting: Wordt gebruikt in rekbare bankhoezen, matrastijk en zitmeubelen om de pasvorm te verbeteren en kreukels te voorkomen. Bij gebruik in openbare ruimten (zoalstelen theaters) moeten ze een brandvertragende behandeling ondergaan om te voldoen aan de NFPA 701- of BS 5852-normen.
• Industriële bescherming: Gemengd met FR-katoen of aramide (bijv. 97% FR-katoen + 3% FR-spandex) voor extra comfort en bewegingsvrijheid bij beschermende kleding (voldoet aan EN ISO 11612).
• Medische textiel: Wordt gebruikt bij elastische compressieverbanden en braces om een ​​stabiele drukregeling te bieden.
• Transportinterieurs: Wordt gebruikt in bekleding voor stoelen in vliegtuigen, metro's en auto's. Deze bekleding moet vlamvertragend behandeld zijn om te voldoen aan normen als FMVSS 302.

Conclusie: Spandex is brandbaar, maar kan veilig worden gebruikt met FR-technologie

Spandex is inderdaad een brandbare vezel (LOI 18%–20%), maar dankzij duurzame brandvertragende technologieën (vooral co-polymerisatie of hoogwaardige afwerking) kan het brandveilig zijn en toch zijn elasticiteit behouden.

In een tijdperk waarin textielveiligheid steeds belangrijker wordt, kunnen bedrijven kiezen uit verschillende vlamvertragende oplossingen, afhankelijk van de toepassing. Voor industriële beschermende kleding is een inherent vlamvertragende spandex gemengd met vlamvertragend katoen/aramide de beste keuze. Voor woningtextiel is een duurzame vlamvertragende coating die voldoet aan de NFPA 701-norm vereist. Vlamvertragende spandex wordt de ideale keuze om comfort en veiligheid te combineren.

FAQ