阻燃纤维材料设计与制备

开展了阻燃聚酯纤维全产业链的基础理论、关键技术与装备等协同开发体系,突破了耐热、抗熔滴、抑烟长效环保阻燃聚酯纤维的技术瓶颈,实现了高品质阻燃聚酯纤维的国产化。

1)研发方向

通过研发新型磷系共聚阻燃聚酯、聚酰胺合成技术,硅氮阻燃纤维素纤维制备技术,开发阻燃耐熔滴聚酯、聚酰胺、阻燃低烟低毒纤维素纤维、阻燃lyocell纤维的材料等品种,为高铁、飞机等公共场所提供安全防护。

2)研发进展及成

构建多元素协效阻燃体系,开辟了聚酯纤维阻燃新途径。系统研究了不同阻燃体系与聚酯本体的作用机制,建立了阻燃元素、阻燃剂结构、阻燃聚酯结构与耐热、抗熔滴、抑烟等性能间的关联,阐明了多元素协效阻燃机理;研究了阻燃聚酯聚合反应动力学,实现了阻燃聚酯的高效可控聚合;研究了阻燃聚酯纺丝动力学,揭示了纺丝线上速度场、应力场、温度场对纤维结构与性能的调控机制,为高品质阻燃聚酯及其纤维产业化关键技术突破提供理论支撑。

突破耐热、抗熔滴、抑烟阻燃聚酯聚合关键技术。开发多级反应、低温聚合关键技术,实现了垂直燃烧达V-0级、极限氧指数高达40%以上、烟释放量减少30%的耐热、抗熔滴、抑烟阻燃聚酯的高效制备。创新设计程序升温阻燃聚酯切片干燥-固相增粘装置,开发成套工艺技术,实现了阻燃聚酯切片的高效干燥与分子量的有效提升。

攻克长效环保阻燃聚酯长丝、短纤维制备关键技术。创新设计短流程低温平推流熔体输送系统和专用纺丝组件,研发出低温纺丝、快速冷却、张力在线监控阻燃聚酯长丝生产成套工艺,实现了阻燃聚酯长丝的高效制备,纤维满卷率达98%;开发出在线反应、双定型及二道上油工艺,实现了功能性阻燃聚酯短纤维的产业化制备。

研发具有本征抗熔融滴落、不易产生浓烟的阻燃 lyocell 纤维及面料后处理技术。选用膦酰基丙酰胺羟甲基化合物(KWB)后整理工艺阻燃剂,采用浸轧烘焙法,KWB 与纤维素上的羟基发生交联反应而将阻燃剂固定在纤维上,保持其长效阻燃性能;另外,为改善 KWB与纤维素表面的羟基反应后导致的纤维素分子链间氢键结合力下降,力学性能降低,采用交联剂 TMM(三羟甲基三聚氰胺树脂)、强力补强剂、树脂等组分与 KWB 混合制备阻燃后整理剂。整理后的面料经过检测,垂直燃烧实验显示,双向续燃及阴燃时间均为 0 秒,成炭良好,具有优异的阻燃性能。

开展聚酰亚胺纤维与涤纶、锦纶、腈纶等传统 纤维的混纺改性研究,通过调控聚酰亚胺纤维的种类、纤维混纺比、纺纱方式及纱线捻度等因素,优化混纺织物的加工性能及制品的阻燃、抗熔滴、高温损毁行为、力学性能及热防护性能,揭示混纺织物的协同阻燃 和抗熔滴微观机理,开发出新型兼具阻燃、抗熔滴和耐紫外辐照特性的新型功能纤维及防火毯、防火毡等制品,探究其在极端环境领域的防护特性。

申报阻燃纤维相关标准制定5项《化学纤维燃烧滴落性能试验方法》《合成纤维阻燃分类标准》《化学纤维微型量热测定方法》《化学纤维锥型量热测定方法》《防护服热传导速率的测试方法》;受理发明专利5项,已投稿论文2篇。

3) 中试验证

项目新建3万吨阻燃纤维中试线采用长效绿色阻燃剂并以共聚工艺制备阻燃树脂,通过熔体直纺技术生产高品质阻燃纤维,也可用于阻燃改性塑料等。该技术避免了生产及使用过程中阻燃剂的析出,从源头上解决了此类产品的环境污染问题,项目自动化、智能化程度高,总体达到国际先进水平。该项目已在股东单位进行产业化推广应用。


创新合作

如需要先进功能纤维的研发,知识产权运营,技术成果转化,技术服务,纺织品检测,媒体采访等合作,可与我们取得联系