超高分子量聚乙烯纤维的无卤阻燃整理

杨雅茹， 沈小军， 唐柏林， 牛 梅

(1. 嘉兴学院 材料与纺织工程学院， 浙江 嘉兴 314001； 2. 嘉兴学院 浙江省纱线材料成型与复合加工技术研究重点实验室， 浙江 嘉兴 314001； 3. 太原理工大学 轻纺工程学院， 山西 晋中 030600)

超高分子量聚乙烯(简称UHMWPE)纤维，是继碳纤维、芳纶之后的第三代特种纤维，也是当今世界上比强度和比模量最高的纤维。UHMWPE纤维具有“轻薄如纸，坚硬如钢”的优异特性，其密度仅为0.97 g/cm3，但其结晶度却高达99%，取向度高达95%，其弹道防护性能超过了以“Kevlar”为代表的芳族聚酰胺纤维，是目前制造防弹衣、防弹头盔等防护装备的主要材料[1-3]。此外，UHMWPE纤维还具有优良的耐磨性、耐化学腐蚀、绝缘性、射线透过性，因此它在纺织、建筑、军事等诸多领域都得到了广泛的应用[4]。然而，即便UHMWPE纤维具有上述诸多优势，它仍然无法克服聚乙烯本身易燃的缺陷，UHMWPE纤维的极限氧指数只有17%，且在燃烧过程中发热量和生烟量较大，还会产生熔滴现象而引发二次灾害[5]。这极大地限制了其应用，因此，开发具有阻燃功能的UHMWPE纤维具有极大的现实意义。

由于UHMWPE熔融状态无流动性，且其性质极其稳定，导致其阻燃改性难度较大。目前UHMWPE的阻燃改性方法主要有2种。一是采用熔融共混法[6]或冻胶纺丝法[7]制备具有阻燃性的UHMWPE复合材料或纤维，但这些方法中阻燃剂无法在基体中均匀分散，因此会损害纤维本身的物化性能。另一种方法是通过涂层、浸轧等方法对纤维和织物进行阻燃后整理，该方法操作简单、效果显著，是目前UHMWPE纤维阻燃改性的主要方法[8-9]。……