Inzicht in vlamvertragende textielsoorten: het vlamvertragende mechanisme en de toepassing ervan

Abstract: Dit artikel behandelt voornamelijk het verbrandingsmechanisme, de thermische kraakeigenschappen, de soorten en mechanismen van vlamvertragers in vlamvertragend textiel, evenals de productie- en testmethoden van vlamvertragende vezels en stoffen. Het bespreekt diverse aspecten, van vlamvertragende principes tot productieprocessen en zelfs testnormen, en blikt vooruit op de toekomstige ontwikkelingstrends van vlamvertragend textiel, met name het onderzoek en de ontwikkeling van vlamvertragers met een lage toxiciteit en lage rookontwikkeling, en multifunctionele vlamvertragende stoffen. Het artikel geeft ook een overzicht van relevante normen en voorschriften uit verschillende landen en regio's, evenals de vlamvertragende producten en technologieën die door BEGOODTEX zijn ontwikkeld.

1. Achtergrond van de ontwikkeling van vlamvertragende stoffen

Door de geschiedenis heen heeft vuur een rol gespeeld in de menselijke vooruitgang en de ontwikkeling van technologie; het vormt echter ook een grote bedreiging door het ontstaan ​​van branden. De European Flame Retardant Association (FERA) meldt dat er in Europa jaarlijks meer dan 5000 mensen omkomen door branden, met aanzienlijke sociaaleconomische gevolgen. Duitsland lijdt verliezen tot wel 6,5 miljard mark als gevolg van branden, terwijl de economische impact van branden binnen de Europese Unie 1% van het bbp van de regio vertegenwoordigt. In China vinden jaarlijks gemiddeld 30.000 tot 40.000 brandincidenten plaats, met 2000 tot 3000 dodelijke slachtoffers en economische verliezen van 200 tot 300 miljoen yuan, die in de loop der tijd toenemen.

De technologie voor brandvertragende middelen vindt zijn oorsprong in de jaren dertig van de vorige eeuw, aanvankelijk met niet-permanente behandelingen, voordat men overging op het gebruik van duurzamere brandvertragende materialen, zoals die gebruikt werden in militaire tenten tijdens de Tweede Wereldoorlog. In de jaren zestig stelden landen in Europa, de Verenigde Staten en Japan brandveiligheidsrichtlijnen op voor textiel, waarin werd bepaald dat bepaalde locaties en producten brandvertragende materialen moesten bevatten.

2. Het belang van vlamvertragende stoffen

Vlamvertragendheid verwijst naar de eigenschap van een materiaal die de verbranding kan vertragen of voorkomen. Deze eigenschap kan inherent zijn of verkregen worden door nabewerking. Het werkingsmechanisme van vlamvertragende textielsoorten is het voorkomen van kettingreacties tijdens het verbrandingsproces, zoals warmteabsorptie, het veranderen van de thermische degradatiemodus en het verminderen van de productie van brandbare gassen, om zo een vlamvertragend effect te bereiken.
Onderzoek heeft aangetoond dat brandvertragende stoffen de veiligheid aanzienlijk kunnen verbeteren. Zo kunnen brandvertragende stoffen, vergeleken met onbehandelde stoffen, de vluchttijd met een factor 10 tot 15 verlengen, de hitte en giftige gassen die vrijkomen bij verbranding verminderen en de vorming van dikke rook voorkomen.

3. Regelgeving betreffende de verbrandingstechnologie van vlamvertragende stoffen

In de textielindustrie worden momenteel brandvertragende tests uitgevoerd met behulp van internationaal erkende methoden, zoals de Britse BS-norm, de Duitse D1N-norm, de Canadese GCSB-norm, de Amerikaanse FS-norm, de Japanse J1S-norm, de Franse ANF-norm, de Zweedse S1S-norm, de Chinese GB-norm en internationale normen van ISO. Verschillende regio's en instellingen in landen, zoals bekende stedelijke centra of staten als New York en Californië in de VS, maar ook ministeries zoals het Ministerie van Handel (DOCFF), het Ministerie van Transport (DOT) en militaire organisaties, hanteren hun eigen unieke testnormen en -methoden. Deze worden gevolgd door diverse groepen en verenigingen, zoals de National Fire Protection Association (NFPA), de Association of Textile Chemists and Dyers (AATCC) en de Society for Testing and Materials (ASTM).

Verenigde Staten

Sinds 1953 is in de Verenigde Staten de Flammable Fabrics Act (FFAP) van kracht, die voorschrijft dat textiel moet voldoen aan technische eisen met betrekking tot brandbaarheid. Enkele bijbehorende normen zijn:

• NFPA 701: Een brandtestnorm voor textiel en foliematerialen, ontwikkeld door de National Fire Protection Association, die voornamelijk de verbrandingseigenschappen van materialen test wanneer deze aan vlammen worden blootgesteld.
• NFPA 2112 richt zich op de richtlijnen voor vlamwerende kleding in industriële omgevingen zoals de olie- en gassector, waar beschermende kleding cruciaal is voor bescherming tegen korte, intense hittegolven van vlammen.
• CFR 1615/1616: Federale regelgeving stelt brandveiligheidsnormen vast voor kinderpyjama's in Amerika, waarbij wordt gespecificeerd welke materialen mogen worden gebruikt en hoe snel vlammen zich daarin kunnen verspreiden.

Canada

Canada heeft de Hazardous Products Regulations en aanverwante regelgeving (zoals voor kinderslaapkleding, tapijten, tenten, enz.) aangenomen, die door Health Canada worden geïmplementeerd om ervoor te zorgen dat alle textielproducten voldoen aan de brandvertragende eisen. Gedeeltelijke gerelateerde normen:

• CAN/ULC-S102: Brandtestmethoden voor bouwmaterialen en -onderdelen, inclusief woondecoratie.
• CAN/CGSB 4.2 Nr. 27.5: Verbrandingsprestaties van beddingmateriaal.

Japan

Japan kent geen specifieke brandvertragende eisen voor kledingproducten, maar heeft wel brandvertragende normen vastgesteld voor tapijten en gordijnen in gebouwen. Deze normen vereisen dat textiel dat op specifieke locaties wordt gebruikt, voldoet aan de voorgeschreven brandvertragende eigenschappen en is voorzien van een brandpreventielabel. Zo is JIS L 1091 bijvoorbeeld van toepassing op huishoudtextiel (gordijnen, beddengoed).

Australië

Elke staat in Australië heeft verschillende technische voorschriften. West-Australië hanteert de Fair Trade Act 1987 en de Children's Evening Dress Standards 1988; Tasmanië heeft de Flammable Clothing Act 1973 en de Flammable Clothing Regulations 2002; en New South Wales heeft de Fair Trade (General Requirements) Regulations 2002. Deze voorschriften bepalen dat de brandvertragendheid en testmethoden voor kinderavondkleding (zoals pyjama's, badjassen, enz.) met de nummers 00-14 moeten voldoen aan de AS/NZS 1249-norm.

VK

Het Verenigd Koninkrijk heeft regels met betrekking tot de brandvertragende veiligheid van avondkleding. In 1985 werden de Evening Wear Safety Regulations (Veiligheidsvoorschriften voor avondkleding) van kracht als vervanging van de Women's Sleepwear Safety Regulations (Veiligheidsvoorschriften voor damesnachtkleding). In 1987 werden deze regels gewijzigd en uitgebreid naar alle soorten avondkleding. Volgens deze regels moet avondkleding voor kinderen van 3 maanden tot 13 jaar voldoen aan de norm BS5722 en een permanent label hebben waarop staat of het aan de brandveiligheidsnorm voldoet. Avondkleding die behandeld is met brandvertragende chemicaliën moet voorzien zijn van labels met waarschuwingen over wasvoorschriften en de specifieke wasmiddelen die gebruikt moeten worden voor de reiniging, zoals beschreven in de richtlijnen van BS5651, voordat er tests of beoordelingen van de eigenschappen worden uitgevoerd. Gedeeltelijke lijst van normen;

• BS5815 wordt hoofdzakelijk gebruikt om de brandwerendheid van meubilair te beoordelen en te garanderen dat de materialen veiligheid bieden in geval van brand.
• BS5852 CRIB 5 is een testnorm die de brandwerendheid van meubels en vulmaterialen beoordeelt op een niveau dat voldoet aan de brandveiligheidseisen.
• BS5867 TYPE C is een brandwerendheidsnorm die specifiek is ontworpen voor gordijnen en decoratieve stoffen voor binnenshuis; een Type C-classificatie betekent dat het materiaal brandwerend is wanneer het aan vlammen wordt blootgesteld.
• BS7175 Bron 7: Evaluatie van de brandwerendheid van beddengoed. Bron 7 is een hoge norm voor brandveiligheid die veelvuldig wordt gebruikt voor beddengoed in openbare ruimten.

4. Thermische ontbinding van textiel

De verbranding van textiel wordt beïnvloed door het type, de structuur en de samenstelling ervan. Textiel kan worden onderverdeeld in verschillende groepen, zoals niet-brandbaar, brandwerend, brandvertragend, brandbaar en ontvlambaar. Het verbrandingsproces vereist drie elementen: een warmtebron, zuurstof en brandbare materialen. Textiel ontbrandt door een warmtebron. Zodra de temperatuur van de warmtebron een bepaald niveau bereikt, beginnen de vezels af te breken en komen er brandbare gassen vrij die zich met zuurstof combineren en vlam vatten. De verbranding van textiel omvat verschillende fasen, zoals het eerst opwarmen van het materiaal voordat het smelt en openbarst, waardoor het ontleedt en uiteindelijk door oxidatie vlam vat.

Soorten vezels	Naam van de vezel	Dicht bij de vlam	In de vlammen	Laat de vlam los	Restvorm
Cellulosevezel	Bamboevezels	Smelt niet en krimpt niet	Brandt snel op	Blijf branden	Een kleine hoeveelheid zacht donkergrijs
	Bamboevezel	Smelt niet en krimpt niet	Brandt snel op	Blijf branden	Een kleine hoeveelheid zachtgrijs
	Lijm	Smelt niet en krimpt niet	Brandt snel op	Blijf branden	Een kleine hoeveelheid zacht grijsachtig-witgrijs
	Katoen en kapok	Smelt niet en krimpt niet	Brandt snel op	Blijf branden	Een kleine hoeveelheid zacht grijs-zwartgrijs
	Vlas	Smelt niet en krimpt niet	Brandt snel op	Blijf branden	Een kleine hoeveelheid zijden strookvormige grijs-witte grijze
Eiwitvezels	Soja-eiwitvezel	Contract	Er komt zwarte rook vrij bij de verbranding.	Blijf branden	Knapperig zwart en grijs, een kleine hoeveelheid harde stukjes
	Melkeiwitvezels	Smelt en krul	Krullen, smelten, branden	Brandend, soms zelfvernietigend	Zwart, in principe knapperig,
	Schelpkoordvezel	Smelt niet en krimpt niet	Brand snel op, laat het niet smelten en behoud de oorspronkelijke cirkelvormige bundel.	Blijf branden	Zwart en grijs, fragiel
	Wol, zijde	Samentrekking of krullen	Geleidelijk laten branden	Niet makkelijk te verbranden	Knisperend zwartgrijs
Synthetische vezel	Polyestervezel	Samentrekking, smelten	Eerst smelten en dan verbranden	Er is veel zwarte rook en er druipt gesmolten vloeistof	Glanzende, donkerbruine harde bal
				De smeltdruppels zijn donkerbruin.
	Polyamidevezel	Samentrekking, smelten	Eerst smelten en dan verbranden	Er zijn smeltdruppels, en die smeltdruppels zijn bruin.	Glanzende, donkerbruine harde bal
	Acrylvezels	Krimping, microsmelting, verschroeien	Smeltverbranding	Er zijn kleine, gloeiende vonkjes.	Knapperige, zwarte, harde stukjes
	Polyvinylalcoholvezel	Samentrekking, smelten	Brandend	Blijf branden	Knapperige, zwarte, harde stukjes
	Polypropyleenvezel	Langzame samentrekking	Smeltverbranding	Er zijn smeltdruppels, en die smeltdruppels zijn melkwit.	Harde geelbruine bal

Cellulosevezels

Cellulosevezel is een materiaal dat verandert bij verhitting, waarbij zowel vaste resten als vloeistoffen en brandbare gassen vrijkomen. De manier waarop de vezel onder invloed van hitte afbreekt, bepaalt of deze blijft branden of niet. Bij verbranding van cellulose vinden twee verbrandingsprocessen plaats: een met vlammen en een zonder (smeulen).

Het ontledingsproces kan in drie fasen worden onderverdeeld:

1. De eerste ontleding vindt plaats bij temperaturen onder 370 ℃

2. De belangrijkste doorslag vindt plaats tussen 370 ℃ en 430 ℃

3. De laatste fase van de afbraak vindt plaats boven 430 ℃

Tijdens de kraakfase (bij temperaturen boven de 430 ℃) wordt de verbranding bepaald door de kraakproducten. Onderzoek wijst uit dat het verminderen van de productie van brandbare elementen de verbrandingsrisico's effectief kan verlagen. Zo worden er bijvoorbeeld tijdens de pyrolyse van katoenvezelstel28 brandbare stoffen gevormd; daarentegen worden bij met vlamvertrager behandelde katoenvezels de soorten en hoeveelheden pyrolyseproducten aanzienlijk verminderd.

Polyestervezels

Polyestervezels branden op een vergelijkbare manier als andere synthetische polymeren. Wanneer polyestervezels aan hitte worden blootgesteld, breken ze af. Daarbij komen brandbare gassen vrij die de brand sneller doen verspreiden. Om te voorkomen dat de brand zich uitbreidt, is het belangrijk om de uitstoot van deze gassen tijdens de ontbinding te minimaliseren, de reacties in de lucht te vertragen, de warmte die door de brand wordt geproduceerd te absorberen of de duur van de brand te beperken door de zuurstoftoevoer naar de omgeving af te sluiten.

Ontdek meer details over Hoe vlamvertragende technologie wordt toegepast in polyesterweefselKlik hier voor meer informatie.

5. Inzicht in de werkingsmechanismen van vlamvertragers

Vlamvertragende mechanismen in textiel

1. Smelttheorie (oppervlaktebedekkingstheorie)

Sommige stoffen, zoals borax en boorzuur, smelten en vormen bij verhitting een glasachtige film die het oppervlak van vezels bedekt, waardoor de lucht wordt afgesloten en de verbranding wordt onderdrukt. Fosfiden kunnen de carbonisatie bevorderen, terwijl bromiden ontbinden tot niet-brandbare gassen, waardoor de lucht verder wordt afgesloten of brandbare gassen worden verdund, met als gevolg een vlamvertragend effect.

2. Warmteabsorptie-effect

Vlamvertragers verlagen de temperatuur van polymeeroppervlakken en verbrandingszones door warmteabsorptie, dehydratatie, faseverandering of ontbinding, waardoor het thermische ontbindingsproces wordt vertraagd.

3. Dehydratietheorie

Op fosfor gebaseerde vlamvertragers genereren pyrofosfaat bij contact met vlammen, wat een sterk uitdrogend effect heeft en bijdraagt ​​aan de carbonisatie van vezels. De gevormde verkoolde film kan de lucht effectief isoleren en de uitstoot van brandbare gassen verminderen.

4. Vlamvertrager in gecondenseerde fase

Het vlamvertragende effect van de gecondenseerde fase wordt bereikt door het thermische ontbindingsproces van materialen te vertragen of te onderbreken. Veelgebruikte methoden zijn onder andere:

• Vlamvertragers vertragen of voorkomen de thermische ontbinding van brandbare gassen en vrije radicalen in de vaste fase.
• Het gebruik van anorganische vulstoffen maakt het voor het materiaal moeilijk om de thermische ontledingstemperatuur te bereiken door middel van warmteopslag en -geleiding.
• Vlamvertragers ontleden en absorberen warmte wanneer ze verhit worden, waardoor de temperatuurstijging wordt vertraagd.
• Het oppervlak van vlamvertragende materialen vormt een poreuze koolstoflaag, die isolatie en een zuurstofbarrière biedt, waardoor brandbare gassen niet in de gasfase kunnen komen en de verbranding wordt onderbroken.

5. vlamvertrager in de gasfase

Vlamvertraging in de gasfase onderdrukt verbrandingsreacties in de gasfase door vrije radicalen zoals H· en HO· af te vangen en te elimineren, waardoor het verbrandingsproces effectief wordt beheerst.

6. Stofdeeltjes of muureffecten

Vrije radicalen kunnen hun activiteit verliezen bij contact met stofdeeltjes of de wanden van vaten, waardoor de snelheid van gasfasereacties afneemt en de verbranding wordt geremd.

7. Druppeleffect

Wanneer thermoplastische vezels worden verhit, smelten ze, waardoor hun contactoppervlak met de lucht afneemt. Dit kan ertoe leiden dat er druppels van de vlam loskomen, waardoor de verbrandingssnelheid afneemt. Om de vlamvertragende werking te optimaliseren, werken verschillende mechanismen doorgaans samen via synergetische interacties om de algehele vlamvertragende prestaties te verbeteren.

Principes van diverse vlamvertragers

Er bestaan ​​verschillende soorten vlamvertragers, die hoofdzakelijk worden onderverdeeld in halogeenvlamvertragers, fosfaatvlamvertragers, anorganische vlamvertragers en expansievlamvertragers. Het vlamvertragende mechanisme van elk type vlamvertrager is verschillend.

1. Vlamvertragend mechanisme van gehalogeneerde vlamvertragers

Bij verhitting ontleden halogeenhoudende vlamvertragers en produceren ze niet-brandbare gassen, in de meeste gevallen waterstofhalogeniden. Deze gassen bereiken het oppervlak van het materiaal en bedekken het met een beschermende laag die zuurstof isoleert van de verbrandingsreactie. Zowel waterstofhalogeniden als vrije radicalen combineren tot chloor- of broomradicalen met een lage activiteit, wat de verbrandingssnelheid verder verlaagt.

2. Vlamvertragend mechanisme van anorganische fosfaten

Fosforhoudende vlamvertragers werken via dehydratatie en carbonisatie. Fosfaten kunnen bij hoge temperaturen polyfosfaatglasachtige structuren vormen, die het materiaal omhullen en voorkomen dat zuurstof het oppervlak bereikt en de verbranding ondersteunt. Ionenparen kunnen het vlamvertragende effect ook versterken in combinatie met metaalfosfaten en -chloriden.

3. Vlamvertragend mechanisme van fosfaatester-vlamvertragers

Fosfaatester-brandvertragers verminderen de ontvlambaarheid van materialen door de vorming van niet-vluchtige fosfor- en metafosforzuren die de dehydratatie katalyseren, en door de vorming van een isolerende koolstofbeschermingslaag.

4. Synergetisch effect van antimoonoxide en gehalogeneerde vlamvertragers

Antimoonoxide en halogeenhoudende vlamvertragers kunnen samenwerken om warmte te absorberen, vrije radicalen te neutraliseren die ontstaan ​​tijdens de verbranding van de hars, de oppervlaktetemperatuur of de snelheid waarmee brandbare gassen vrijkomen in de scheidingsfase te verlagen, en tegelijkertijd een synergetisch effect te optimaliseren.

5. Vlamvertragend mechanisme van fosfor-stikstof vlamvertragers

Fosfor/stikstof vlamvertragers zullen door uitzetting ook een verkoolde schuimlaag vormen. Deze laatste laag heeft als belangrijkste eigenschappen warmte-isolatie, het tegenhouden van zuurstof en rook en het voorkomen van gesmolten druppels. De koolstofschuimlaag, een poreus materiaal dat wordt geproduceerd door het harde polyurethaanschuim, kan de ontstekingsbron isoleren en voorkomen dat deze ontbrandt. Hierdoor wordt de verbranding vertraagd en wordt dit probleem ondervangen.

6. Productieprocessen voor vlamvertragende stoffen

Er zijn in principe twee benaderingen om vezels en textiel brandvertragend te maken. Ofwel worden de vezels zelf gemodificeerd voor permanente brandwerendheid, ofwel worden brandvertragende afwerkingen op het oppervlak van het materiaal aangebracht. Bij vezels zoals katoen en linnen worden nabewerkingsmethoden gebruikt om de brandvertrager te fixeren door middel van adsorptie, depositie of chemische binding. Hierdoor wordt de brandvertrager op de stof of het garen aangebracht, wat zorgt voor brandwerende eigenschappen. Synthetische vezels zoals polyester en acryl kunnen tijdens het spinnen brandvertragers bevatten. Deze worden vervolgens gemodificeerd door middel van copolymerisatie of menging om hun brandvertragende eigenschappen te verbeteren. Brandvertraging in vezels kan ook worden bereikt door nabewerkingen voor extra brandwerendheid. Vergeleken met de nabewerkingsmethoden is het aanbrengen van brandvertragers na de productie eenvoudiger, vereist minder investering en levert sneller resultaten op. Dit maakt het een meer haalbare optie voor de introductie van nieuwe productlijnen. Nabewerkingstechnieken kunnen de sterkte en het uiterlijk van de stof beïnvloeden, evenals de brandvertragende eigenschappen, in vergelijking met de onbehandelde zijden stof.

Productieprocessen voor vlamvertragende vezels

Vlamvertragende vezels verkrijgen hun vlamvertragende eigenschappen door tijdens het vezelproductieproces direct vlamvertragers toe te voegen. De methoden omvatten hoofdzakelijk copolymerisatie, mengen, entcopolymerisatie, absorptie van vlamvertragers, halogenering van het vezeloppervlak en nabewerking.

1. CopolymerisatieToevoeging van verbindingen die vlamvertragende elementen bevatten (fosfor, halogeen, zwavel, enz.) als comonomeer aan de polymeerketens om de vlamvertragende eigenschappen van de vezels te verbeteren. Deze methode heeft als voordeel dat de vezel langdurig vlamvertragend blijft, maar de hoge polymerisatietemperatuur kan nevenreacties veroorzaken en de prestaties van het polymeer negatief beïnvloeden.
2. MengmethodeDeze methode houdt in dat vlamvertragers worden toegevoegd tijdens het smelten (het mengsel van vezels in gesmolten toestand). Dit vereist dat de vlamvertragers thermisch stabiel zijn, compatibel met polymeren en de prestaties van de vezels niet beïnvloeden. Er zijn vlamvertragers nodig die bestand zijn tegen hoge temperaturen, goed samengaan met polymeren en de prestaties van de vezels niet aantasten.
3. Entcopolymerisatie: Verbindingen met fosfor en halogeen worden met behulp van chemische methoden of hoogenergetische straling op de moleculaire ketens van de vezels geënt om de vlamvertragende eigenschappen te verbeteren [9–12]. Entcopolymerisatie: Fosfor- en halogeenverbindingen worden met behulp van chemische methoden of hoogenergetische straling op de moleculaire ketens van vezels geënt voor verbeterde vlamvertraging.
4. Vlamvertragende absorptiemethodeHet adsorberen van vlamvertragers op vezels is eenvoudig, maar minder effectief.
5. Halogenering van het vezeloppervlakDoor middel van stralingsgeïnduceerde chloreringsbehandeling verkrijgt het vezeloppervlak vlamvertragende eigenschappen.
6. Na-afwerkingsmethodeBreng het vlamvertragende middel gelijkmatig aan op het oppervlak van de vezels of stoffen. Deze methode is eenvoudig en gemakkelijk uit te voeren, maar het vlamvertragende effect is niet langdurig en kan de textuur en kleur van de stof aantasten.

Productieprocessen voor vlamvertragende stoffen

Vlamvertragende stoffen worden meestal gemaakt door het oppervlak van de stof na te bewerken en verschillende afwerkingsmethoden toe te passen om de vezels vlamvertragend te maken. Veelgebruikte vlamvertragende afwerkingsmethoden zijn onder andere impregneren en bakken, uitputtingsverven, coaten, spuiten, enzovoort.

1. Dompel- en rolbakmethodeDe meest gebruikelijke methode voor vlamvertragende afwerking is het weken in vlamvertragende middelen, drogen en bakken. Dit kan in hetzelfde bad als bij andere afwerkingsmethoden (zoals zachte afwerking)
2. Uitputtende verfmethodeDe stof wordt ondergedompeld in een vlamvertragende oplossing en vervolgens gedroogd. Deze methode is geschikt voor waterafstotende synthetische vezels en wordt meestal in hetzelfde bad geverfd. Deze methode heeft echter een gering vlamvertragend effect.
3. CoatingmethodeMeng vlamvertragers met verknopingsmiddelen of kleefstoffen en breng dit aan op textiel. Gangbare coatingmethoden zijn schrapercoating, gietcoating en rolcoating.
4. Sgebedsmethode:Het is geschikt voor zware stoffen en niet voor algemene afwerkingsapparatuur. De vlamvertragende afwerking wordt handmatig of mechanisch aangebracht met een spuitpistool. Spuitmethode: geschikt voor zware stoffen die niet geschikt zijn voor traditionele afwerkingsapparatuur. De vlamvertragende afwerking wordt handmatig of mechanisch aangebracht met een spuitpistool.

Methoden voor vlamvertragende afwerking van verschillende vezelstoffen

1. PolyestervezelPolyester is een brandbaar materiaal dat vlamvertragend wordt behandeld door middel van copolymerisatie, mengen, composietspinnen en nabewerking. De vlamvertragende werking van de copolymerisatiemethode is superieur, maar duur; de mengmethode is daarentegen eenvoudig en economisch, maar het vlamvertragende effect is relatief minder sterk dan bij copolymerisatie. Dit komt doordat bij de mengmethode het synergetische effect van het vlamvertragende middel en het polymeer ontbreekt.
2. gechloreerde nitrilvezelAls gebonden vlamvertragende vezel door middel van copolymerisatiemethoden met menging (copolymeer). Een goede vlamvertragende vezel wordt bereid door de copolymerisatie van monomeren die chloor bevatten (bijvoorbeeld vinylideenchloride met acrylonitril). Zoals in het geval van de copolymerisatie van gechloreerde monomeren zoals vinylideenchloride met acrylonitril, worden betere vlamvertragende eigenschappen in de vezels opgenomen.
3. Katoenen stofOmdat het van nature een licht ontvlambare stof is, is een brandvertragende afwerking noodzakelijk. Er zijn twee soorten brandvertragende afwerkingen: een niet-brandvertragende afwerking (bijvoorbeeld fosfaten, ammoniumchloride en andere methoden) en een brandvertragende afwerking (bijvoorbeeld tetrahydroxymethylfosfaatchloride). Het is daarom aan te raden een brandvertragende afwerking toe te voegen.
4. Wollen stofWol heeft van nature een relatief hoge brandvertragende werking, maar wanneer een hogere brandvertragende werking vereist is, moet een brandvertragende afwerking worden toegepast. De conventionele technologie maakt gebruik van complexen en/of vrije complexen van titanium, zirkonium of hydroxyzuren om de brandvertragende werking te verhogen zonder de textuur van de wol vrijwel te veranderen. Typische wolafwerkingen zijn titanium- en zirkoniummodder of hydroxyzuren die complexen vormen met de vezels en de brandvertragende werking verbeteren zonder de textuur van de wol te veranderen.
5. HennepstoffenCellulose (een koolhydraatpolymeer dat het grootste deel van hennepvezels vormt) is zeer brandbaar en ontbrandt snel. Tegelijkertijd heeft hennepvezel een zeer lage scheurtemperatuur, waardoor het essentieel is om de vezels te behandelen met fosforhoudende vlamvertragers. Dit vlamvertragende effect wordt bereikt door de carbonisatietemperatuur te verhogen en de vorming van brandbare gassen te verminderen. Hennepvezels, die geschikt zijn voor textiel, zijn brandbaar en breken gemakkelijk vanwege hun lage scheurtemperatuur. Fosforhoudende vlamvertragers worden daarom vaak gebruikt om het carbonisatieproces te bevorderen en de asafgifte te stimuleren, waardoor de vlam en de vorming van brandbare gassen worden verminderd en een vlamvertragend effect wordt bereikt.
6. NylonstofHet vlamvertragend behandelen van nylonweefsel is complexer dan bij katoenweefsel. De voorkeur gaat uit naar zwavelhoudende vlamvertragers zoals thioureum en ammoniumthiocyanaat, die een sterk vlamvertragend effect hebben op nylon.
7. Polyester/katoenmixstofHet vlamvertragend afwerken van polyester-katoenmengsels is lastiger, omdat de eigenschappen van de twee vezels verschillen. Elke vezel vereist een andere vlamvertragende behandeling, waarbij complementaire vlamvertragers worden gebruikt ter versterking. De vlamvertragende behandeling is meestal voor elk van de componenten afzonderlijk nodig, hoewel dit ook kan worden bereikt met behulp van synergetische vlamvertragers.

7. Methoden voor het testen van vlamvertragende stoffen

Limiterende zuurstofindex (LOI)-methode

Deze techniek bepaalt de minimale zuurstofconcentratie die nodig is om stoffen te laten ontbranden in een mengsel van zuurstof- en stikstofgas. Een hogere LOL-waarde duidt op vlamvertragende eigenschappen. Hoewel deze methode waardevol is voor onderzoek, wordt ze niet veelvuldig gebruikt in de dagelijkse productiepraktijk.

Verticale brandmethode

De effectiviteit van brandwerende eigenschappen wordt beoordeeld door te onderzoeken hoe stoffen branden, hoe lang het duurt voordat ze ontbranden en de mate van schade die wordt veroorzaakt onder specifieke vlamomstandigheden. Deze methode wordt vaak gebruikt om een ​​reeks brandwerende stoffen te testen en is met name gangbaar in Chinese normen, waar het een belangrijke rol speelt.

Brandmethode onder een hoek van 45°

Beoordeel hoe goed de stof bestand is tegen vlammen door te meten hoe lang deze brandt en de grootte van het beschadigde gebied wanneer deze onder een hoek van 45 graden wordt gehouden.

Oppervlakteverbrandingsmethode

Laten we de brandwerendheid van de stof testen door te meten hoe en hoe lang de vlam zich verspreidt op een vlak oppervlak.

8. Ontwikkelingstrends van vlamvertragende stoffen

De huidige stand van zaken met betrekking tot vlamvertragende textielproducten wereldwijd

De afgelopen jaren zijn er opmerkelijke vorderingen gemaakt in de wereldwijde technologie voor vlamvertragende textielproducten. Diverse onderzoeksinstellingen en bedrijven werken aan materialen en methoden om de vlamvertragende eigenschappen te verbeteren, zoals vlamvertragende masterbatches van polypropyleen en composietoplossingen die zowel vlamvertragende als antistatische eigenschappen bieden. De hoofd focus van dit onderzoeksproject ligt op de ontwikkeling van hoogwaardige vlamvertragende vezels en het verkennen van hun toepassingen, met name vezels met sterke vlamvertragende eigenschappen en hun gebruik in gemengde stoffen. Deze vezels hebben een zuurstofindex van 45 tot 50.

Verschillende landen hebben ook een reeks vlamvertragers ontwikkeld met uitzonderlijke brandwerende eigenschappen. Zo heeft BEGOODTEX bijvoorbeeld Aquafyreguad™ ontwikkeld, een lijn vlamvertragers speciaal ontworpen voor diverse soorten natuurlijke en synthetische vezels.

Ontwikkeling Ttrends van Farmzalig Rebrandmiddel Texterieurs

1. Stimuleer de ontwikkeling van vlamvertragende vezels

De productie en toepassing van vlamvertragende vezels zijn beperkt. Daarom is de ontwikkeling van hoogwaardige en multifunctionele vlamvertragende vezels in de toekomst noodzakelijk, aangezien deze in specifieke sectoren zoals de militaire en brandbestrijdingsindustrie gebruikt kunnen worden. De opbrengst en toepassingsmogelijkheden van vlamvertragende vezels zijn laag, waardoor er in de toekomst veel onderzoek en productiewerk nodig is op het gebied van onderzoek, ontwikkeling en productie van vlamvertragende vezels. Met name hoogwaardige en multifunctionele vlamvertragende vezels zijn schaars en bieden veelbelovende perspectieven voor toepassingen in de militaire en brandbestrijdingssector.

2. Multifunctioneel onderzoek

Momenteel kunnen de meeste vlamvertragende textielsoorten alleen de vlamvertragende functie vervullen. Het Chinese bedrijf BEGOODTEX heeft aangekondigd vlamvertragende multifunctionele stoffen, zoals: Vlamvertragend en antibacterieel (FRANtiBact ™), Vlamvertragend en waterdicht (FRANTiAqua ™), Vlamvertragend GRS (GRSFRTex ™), Vlamvertragend en uv-bestendig (FRANTIUV ™), en Vlamvertragend en lichtblokkerend (AntiLightFR ™), Vlamvertragend en antistatisch (FRStaticGuard ™), Vlamvertragend en medische kwaliteit (FRMediGuard ™).

3. Onderzoek en ontwikkeling van vlamvertragers met een lage toxiciteit en lage rookontwikkeling

De toekomstige trend is het ontwikkelen van vlamvertragende materialen met een lage toxiciteit, lage rookontwikkeling en zonder vervuiling. BEGOODTEX heeft onlangs ecologische natuurlijke vezels zoals FR 100% katoen en FR 100% viscose gelanceerd. Deze vezels zijn milieuvriendelijk, biologisch afbreekbaar, formaldehydevrij, chemicaliënvrij, niet-irriterend en niet-allergeen. Deze ecologische natuurlijke vezels, zoals FR 100% katoen en FR 100% viscose, zijn recent door BEGOODTEX geïntroduceerd en zijn milieuvriendelijk, biologisch afbreekbaar, formaldehydevrij, chemicaliënvrij, niet-irriterend en niet-vermoeiend.