环境友好型阻燃纤维素纤维的研究
工业上生产纤维素纤维的传统方法为粘胶法,该法虽然历史悠久、工艺成熟,但工艺路线复杂,能耗多,特别是生产中对环境造成严重的污染。因此改革传统的粘胶生产工艺,开发对环境无污染的制造纤维素纤维新技术受到了国内外专家的广泛重视。此外,对纤维素纤维的阻燃改性,特别是结合环境友好特点采用无卤、低毒、低烟雾、高效阻燃剂更是纤维素纤维研究领域中的热点之一。 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。程博闻等人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。通过物理或化学的方法对纤维素进行预处理以增加其活性表面积、改善其微孔结构,提高纤维素的可及度,促进试剂在其中的渗透、扩散和润胀,提高纤维素的反应性能是本论文研究的重要方面。关于活化的方法有很多种,本研究在国内首次用电子束辐射、蒸汽闪爆和氨闪爆法活化纤维素浆粕后用于制备纤维素氨基甲酸酯,并通过扫描电镜、X-射线衍射、红外光谱及其它手段对处理后纤维素的结构及性能进行了研究。其中氨闪爆法活化纤维素浆粕制备纤维素氨基甲酸酯在国外也未见报导。研究结果表明,在辐射后纤维素的聚合度降低,分子量分布变窄,反应性能提高,电子辐射对晶型和结晶度影响不大;蒸汽闪爆/氨闪爆处理纤维素浆粕增大了纤维素之间的空隙和纤维素中的孔隙,大大提高了试剂对纤维素的可及度,聚合度略有下降,纤维素的反应性能也明显提高,蒸汽闪爆后纤维素的晶型和结晶度基本没有变化,氨闪爆后纤维素的结晶度有所降低,结晶结构有部分由纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅲ,纤维素的反应性能也明显提高。
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