溶胶-凝胶法改性阻燃粘胶纤维的制备及其性能

马君志， 葛 红， 王 冬， 付少海

(1. 生态纺织教育部重点实验室(江南大学)， 江苏 无锡 214122； 2. 恒天海龙(潍坊)新材料有限责任公司， 山东 潍坊 261100)

溶胶-凝胶技术是将含有高化学活性组分的无机盐或金属醇盐作为前驱体，溶于溶剂形成均匀溶液，在一定条件下前驱体进行水解、缩合反应，形成溶胶均匀分散于溶液中，再经蒸发干燥转变为凝胶的过程[1]。在纺织领域，用溶胶-凝胶技术可进行阻燃、抗菌、抗紫外线、抗静电和防水等功能性纤维或织物的制备[2]。粘胶纤维作为化学纤维的第二大品种，具有良好的性能，应用广泛，但粘胶纤维的极限氧指数低，易燃烧，发生火灾等安全隐患高，因此，其阻燃改性研究越来越受重视。

目前，阻燃粘胶纤维的制备方法主要有共混添加、接枝改性、后整理等。通过在粘胶纺丝液中共混添加二硫代焦磷酸酯(DDPS)制备的阻燃粘胶纤维(VF/DDPS)阻燃性能欠佳，极限氧指数不高，在高阻燃领域应用受限。正硅酸四乙酯(TEOS)常作为溶胶-凝胶法的含硅前驱体，在H+存在下水解生成硅醇，硅醇再缩合形成透明溶胶三维网状结构，溶胶高温失水成膜覆在织物表面，具有良好的热阻隔作用[3]。Alongi等[4]以原硅酸乙酯为本体，通过溶胶-凝胶(sol-gel)法在不同的纤维(聚酯纤维、棉纤维、聚酯和棉的复合纤维)表面生成粒径范围为 0.2～6 μm的二氧化硅粒子薄膜，使纤维的热稳定性提高，最大热释放速率减少约35%。Hribemik等[5]采用sol-gel法在粘胶纤维表面涂覆二氧化硅提高其阻燃性能，经18%NaOH溶液预处理的纤维，硅层侵入纤维内部并黏附与纤维结合更紧密，可提高粘胶纤维的放热峰值温度，增加残炭量，但高浓度NaOH处理易对粘胶纤维造成损伤，影响其物理力学性能。……