纺织品燃烧的过程包括受热、熔融、裂解和分解、氧化和着火等阶段,如图7-6所示。纺织品受热后,首先是水分蒸发、软化和熔融等物理变化,继而是裂解和分解等化学变化。物理变化与纺织纤维的比热容、热传导率、熔融热和蒸发潜热等有关;化学变化决定于纤维的分解和裂解温度、分解潜热的大小。当裂解和分解产生的可燃性气体与空气混合达到可燃浓度并遇到明火时,着火燃烧,产生的燃烧热使气相、液相和固相温度上升,燃烧继续维持下去。影响这一阶段的因素主要是可燃性气体与空气中氧气的扩散速度和纤维的燃烧热。若燃烧过程中散失的热量不影响邻近纺织品燃烧所需的热量,燃烧便向邻近蔓延。
图7-6 纺织品燃烧的模式
纺织品燃烧中,热裂解是至关重要的步骤,它决定裂解产物的组成和比例,对能否续燃关系极大,决定了纤维的燃烧性。由纤维对热的一些物理常数能概略地看出各种纤维的燃烧性能,如表7-6所示。
表7-6 常见纤维对热的物理常数
纤维的可燃性可用极限氧指数(IO)I值)来表示。极限氧指数是指纤维在氮氧混合气体中保持烛状燃烧所需要的氧气的最小体积分数。空气中,氧气的体积百分浓度为21%,但发生火灾时,由于空气的对流、相对湿度等环境因素的影响,达到自熄的LOI值有时必须超过27%。一般来说,LOI<20%的为易燃纤维,20%~26%之间的为可燃纤维,26%~34%之间的为难燃纤维,35%以上的为不燃纤维。
纤维对热的作用可分为两类,一类是热塑性纤维,Tg和(或)Tm<Tp和(或)Tc;另一类是非热塑性纤维,Tg和(或)Tm>Tp和(或)Tc。非热塑性纤维在加热过程中不会软化、收缩和熔融,热裂解的可燃性气体与空气混合后,燃烧生成碳化物。这类纤维主要是各种天然纤维以及阻燃和耐高温纤维,如诺曼克斯和凯夫拉等。热塑性纤维在加热过程中,当温度超过Tg时会软化,达到Tnm时熔融变成黏稠橡胶状,燃烧时熔融物容易滴落,造成续燃困难,但高温熔融物会黏着皮肤造成深度灼伤。此类纤维主要是涤纶、锦纶等合成纤维。这两类纤维混纺的纺织品燃烧时,非热塑性纤维的炭化对热塑性纤维的熔融物起骨架作用,使熔融物滴落受阻,造成比单独一种纤维更容易燃烧,这种现象叫骨架效应。用扫描电子显微镜对涤棉混纺织物的燃烧过程进行观察证实,它们与蜡烛的燃烧现象很相似,这正是涤棉混纺织物阻燃整理的困难所在。根据燃烧形态对纤维的分类如表7-7所示。(www.xing528.com)
表7-7 根据燃烧形态对纤维的分类
续表
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