幾乎所有的常用紡織纖維都是有機(jī)高分子化合物，絕大多數(shù)可在300℃左右分解，產(chǎn)生可燃?xì)怏w和揮發(fā)性液體,引起燃燒。由紡織品引起的火災(zāi)事故不斷增加，引起了人們的普遍關(guān)注。某些特殊用途的織物，如冶金及消防工作服、軍用紡織品、舞臺(tái)幕布、地毯及兒童玩具、服裝等，要求具有一定的阻燃性能，因此需要對(duì)織物進(jìn)行阻燃整理。

一、“阻燃”的定義

所謂“阻燃”并非說(shuō)經(jīng)處理后的紡織品具有在接觸火源時(shí)不被燒著的性能，而是指不同程度的阻礙火焰迅速蔓延的性能。具有優(yōu)良阻燃性能的織物在接觸火源時(shí)不易燃燒或一燃即熄，當(dāng)火源移去后不再燃燒，無(wú)余燃（離開(kāi)火源后持續(xù)有焰燃燒）和陰燃（離開(kāi)火源后持續(xù)無(wú)焰燃燒）現(xiàn)象。

二、不同纖維的燃燒性能

可燃性織物著火燃燒過(guò)程中,首先是受熱后水分蒸發(fā)、升溫,然后產(chǎn)生熱分解作用，形成可燃性物質(zhì)與空氣混合而著火燃燒。各種纖維由于化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)以及物理狀態(tài)的差異，燃燒的難易不盡相同。常用纖維的燃燒特性見(jiàn)下表：

三、阻燃原理

燃燒過(guò)程本身是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，而且隨紡織材料和阻燃劑的性能而變化。阻燃有物理的作用，也有化學(xué)的作用。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，阻燃整理原理可歸納為以下幾種:

1.催化脫水論

經(jīng)過(guò)阻燃整理后的纖維素纖維,在300℃左右就開(kāi)始脫水炭化，抑制了原來(lái)纖維在340℃以上時(shí)纖維1,4苷鍵斷裂時(shí)形成的左旋葡萄糖。改變了熱分解歷程和分解產(chǎn)物的比例，減少熱分解產(chǎn)物中可燃性的氣體和液體，增加難燃性固體炭的量。該理論主要適用于纖維素纖維，在一定程度上也可以用于其他纖維材料的阻燃整理機(jī)理。含磷阻燃劑具有路易士酸的性質(zhì)，可促進(jìn)纖維素的脫水炭化。當(dāng)織物上含有2%左右的有機(jī)磷阻燃劑時(shí)，纖維素?zé)崃呀猱a(chǎn)物中已無(wú)左旋葡萄糖存在，阻止陰燃；當(dāng)有機(jī)磷阻燃劑用量增加到10%后，纖維素?zé)崃呀庑纬纱罅康墓腆w炭，有效地阻止了有焰燃燒。

2.氣相論

阻燃劑的作用是通過(guò)抑制可燃性分解產(chǎn)物的氧化，干擾火焰的燃燒方式，阻止火焰的蔓延，但并不改變熱分解反應(yīng)歷程和產(chǎn)物。該理論不僅適用于纖維素纖維，而且對(duì)大多數(shù)合成纖維都是有效的。含鹵素阻燃劑一般按氣相論作用。

3.覆蓋論

阻燃劑受熱后，可分解形成不燃性氣體或其他阻擋層,覆蓋于纖維材料的表面，隔絕氧氣，抑制可燃性氣體向外擴(kuò)散，阻止熱量的轉(zhuǎn)移進(jìn)行阻燃。硼衍生物的阻燃原理可利用覆蓋論解釋。

4.熱論

熱論是通過(guò)消耗熱量以降低燃燒材料的溫度，來(lái)阻止火焰的蔓延，達(dá)到阻燃作用。利用有高比熱和低導(dǎo)熱系數(shù)的阻燃劑填充于纖維材料的無(wú)定形區(qū)和孔隙內(nèi)，將其劃分成若干隔熱區(qū)，而且這類阻燃劑可通過(guò)升華或分解作用吸收大量熱量。氧化鋁、氧化鋅、滑石粉以及一些含有結(jié)晶水的化合物等都可以用熱論來(lái)解釋其阻燃作用的原理。例如水合氧化鋁的阻燃作用是通過(guò)脫水分解，消耗大量的脫水熱和汽化熱，降低燃燒溫度，提高阻燃效果的。

5.阻陰燃論（吸熱與散熱論）

灼燒是碳化物的氧化。碳可氧化成CO、CO2，碳氧化成CO2所產(chǎn)生的熱量約為碳氧化成CO熱量的4倍。因此,如果使碳只氧化成CO，則發(fā)熱量少而不致使其自身蔓延，從而可阻止余燃。一種解釋是阻燃劑吸附在碳的反應(yīng)活化中心上，抑制碳的氧化作用，主要形成CO。另一種解釋是阻燃劑可以和CO反應(yīng)，因此阻止進(jìn)一步氧化成CO2。一般認(rèn)為含磷阻燃劑都有較好的阻余燃能力。

6.協(xié)同阻燃效應(yīng)

在阻燃理論中，通常稱磷、氮、氯、溴、硼、硫和銻等元素為阻燃元素。雖然阻燃劑的類型繁多，原理各異，但都需要含有一種或幾種阻燃元素。含有兩種或兩種以上阻燃元素的阻燃劑整理織物所得到的阻燃能力，往往比單獨(dú)使用一種阻燃元素的阻燃劑強(qiáng)得多，這就是協(xié)同阻燃效應(yīng)。因此，人們往往將含磷阻燃劑與含氮的三羥甲基三聚氰胺或含鹵阻燃劑與三氯化二銻同時(shí)使用，以增強(qiáng)阻燃能力。

四、非耐久阻燃整理

非耐久性整理又稱暫時(shí)性整理。整理品雖有良好的阻燃能力,手感柔軟,但不耐水洗,可用于某些少洗或不洗的織物。大部分非耐久性阻燃劑是水溶性的無(wú)機(jī)鹽類,將阻燃劑溶解于水,織物經(jīng)浸軋和烘干即可,加工方便,成本較低。也有使用二浴法,用氨水和純堿進(jìn)行第二浴處理,使金屬鹽變成金屬氧化物沉積于纖維表面,增加耐洗性。

常用的非耐久性的阻燃劑有硼酸、硼砂、磷酸及其銨鹽，以及一些高溫下可分解而產(chǎn)生阻燃性氣體的金屬鹽類。很多非耐久性阻燃劑進(jìn)行混合整理織物，例如，硼砂∶硼酸∶磷酸氫二銨∶磷酸二氫銨=7∶3∶5∶5(重量比)，效果都比單獨(dú)用好得多。

五、半耐久阻燃整理

所謂半耐久性阻燃整理是指能經(jīng)受15次溫和洗滌，但不耐高溫皂洗的阻燃整理，價(jià)格較低廉，適用于不常洗滌的服用織物。這類阻燃劑包括含磷阻燃劑和不溶性金屬鹽阻燃劑。

1、含磷無(wú)機(jī)阻燃劑

磷酸和磷酸氫二銨在高溫焙烘時(shí)，可使纖維素磷?；?，而賦予其較高的磷含量，使纖維素在燃燒時(shí)生成較多的不揮發(fā)性炭質(zhì)，減少焦油等揮發(fā)物的生成量，進(jìn)而達(dá)到阻燃目的。但是棉纖維與磷酸作用后，強(qiáng)度大幅度下降。為了克服這一缺點(diǎn)，目前多應(yīng)用磷酸和含氮化合物混合制成的阻燃整理劑。應(yīng)用這一阻燃劑整理纖維素纖維時(shí)，在高溫下使纖維素變成纖維素磷酸酯，起到阻燃作用。

2、銻—鈦絡(luò)合物

纖維素纖維經(jīng)氯化氧鈦和三氯化銻處理后，鈦化合物和三氯化銻與纖維素纖維反應(yīng)生成纖維素的銻—鈦絡(luò)合物。鈦、銻化合物水解生成氫氧化鈦和氫氧化銻在纖維表面，成為纖維素的脫水劑。當(dāng)織物燃燒時(shí)，生成較多的固態(tài)炭，揮發(fā)性焦油量減少。并且纖維素和銻、鈦成配價(jià)鍵及化學(xué)鍵結(jié)合，在燃燒時(shí)結(jié)成大塊，相應(yīng)地降低了織物的可燃性，從而賦予織物阻燃效果。用銻—鈦絡(luò)合物整理后的棉織物對(duì)織物透氣性影響不大，但織物的撕破強(qiáng)力下降30%。

3、金屬氧化物—非可燃性粘合物阻燃整理

利用阻燃性金屬氧化物沉積于纖維上的阻燃處理，雖有較好的阻燃效果，但耐久性是有限的。如將阻燃性金屬氧化物和非可燃性粘合劑一起應(yīng)用，可以提高耐洗性。

六、耐久阻燃整理

阻燃整理劑與纖維素之間通過(guò)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到阻燃目的的整理稱耐久性阻燃整理。耐久性阻燃整理一般需要耐水洗50次以上，有時(shí)要達(dá)200次以上，而且要耐皂洗。這類阻燃整理劑是近年來(lái)廣泛使用的以有機(jī)磷為基礎(chǔ)的阻燃劑。

四羥甲基氯化(THPC)及其衍生物

THPC及其衍生物的應(yīng)用是阻燃整理領(lǐng)域的重要發(fā)展。THPC是白色結(jié)晶化合物,可溶于水和低級(jí)醇，但不溶于一般有機(jī)溶劑,富有吸濕性和刺激性氣味。在室溫下由磷化氫、甲醛和鹽酸反應(yīng)而成的化合物。THPC可與纖維素纖維緩慢地進(jìn)行反應(yīng)，在纖維素大分子鏈間形成交聯(lián)。