阻燃纺织品的检测方法

摘 要：本文介绍了阻燃织物的性能评定和检测方法,对国内外阻燃纺织品检测方法进行了归纳和总结,并提出了几种检测纺织品阻燃性能的简易方法.

关 键 词：阻燃；纺织品；检测

随着城市现代化的发展,人们对纺织品的阻燃意识日益提高,为了减少由于纺织品引起的火灾事故,避免不必要的损失,织物燃烧性能的测试近年来受到世界各国的重视：针对纺织品的不同用途,各旧制定的阻燃法规也由飞机内纺织品、地毯和建筑材料开始,扩大到睡衣、家具沙发套、味垫和室内装饰物：英国、美国、日本等国家还以法律形式规定：妇女、儿童、老年人、残疾人的服装以及睡衣必须标明"阻燃".我国在这方面的工作也在不断加大力度.

一、织物阻燃性能的评定

评定织物的可燃性主要从两方面来考虑：一方面是易点燃性,即着火点的高低它表明织物着火的难易；另一方面是织物的燃烧性能即阻燃性.

评定织物的燃烧性能存在两种评判标准：一种是从织物的燃烧速率来进行评判.即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间,然后移去火焰,测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间,以及面料被损毁的程度.有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短,被损毁的程度越低,则表示面料的阻燃性能越好；反之,则表示面料的阻燃性能不佳.

另一种是通过氧指数(也称极氧指数)法来进行评判：面料燃烧都需要氧气,氧指数(LOI)是纤维燃烧所需氧气的表述,故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能,氧指数越高则维持燃烧所需的氧气浓度越高,即表示越难燃烧：该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持烛状燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示：LOI等于氧气浓度／(氧气浓度+氮气浓度)00％氧指数低于20％,属易燃纤维；氧指数在20～26%之间,属可燃纤维；氧指数在26～34％之间属难燃纤维；氧指数在35％以上属不燃纤维.

二、国内外阻燃织物的标准和测试方法

目前国际上纺织品阻燃性能测试方法较多,每个国家都有自己的标准,如英国BS、德国DIN、加拿大CGSB、美国FS、瑞士SNV、日本JIS、法国ANF、瑞典SIS、中国GB以及国际公认的标准ISO等.某些国家的地区和组织,如美国的纽约、波士顿、加利福尼亚等大城市或州,以及商务部(DOCFF)、运输部(DOT)和军事机构等；各团体、学会或协会,如国家防火协会(NF-PA)、编织化学家和染色家协会(AATCC)、材料试验学会(ASTM)等,均有一套自己的测试标准和方法.不同类别的纺织品专门的品种或成品,就有不同的测试方法,如普通纺织品(包括各种床上用品)、服装纺织品(包括儿童睡衣、工作服和防护服等)、装饰布(包括窗帘、幕布、帐蓬布等)、地面覆盖物(地毯等)以及飞机、火车、汽车、船舶内纺织用品等.测试方法可归纳为三大类,垂直测试法、水平测试法和倾斜(45啊0测试法,以垂直测试法要求较高水平测试法要求较低.

多年来,国内进口或设计了多种阻燃测试仪器,并进行了各种条件试验,对于这些标准方法,要取得良好的重现性,测试条件是关键.其中对数据影响最大的是：(1)织物和空气的温湿度；(2)火焰大小和温度；(3)四周通风条件(试验箱)等；(4)试样大小和火焰的相对位置.试验中也发现各种不同的标准试验方法,由于要求和条件不同,结果常有差别,有时对某一标准方法结果较好,但对另一方法,结果不好甚至很差.因此,各种标准试验方法,仅能说明在某一规定实验条件下,对火焰、热或燃烧表示的安全性,不一定能说明在实际火灾中着火危险性或燃烧程度.在研究或开发阻燃产品时,首先要规定测试标准和方法.

三、纺织品其他测试方法

几种应用较广泛的小型测试方法,可用于科研或生产的织物燃烧性能.

1.氧指数法

70年始,结合化纤产品的大量发展,氧指数法在纺织品测试上已成为广泛使用的小规模试验方法之一,国内也已制订织物燃烧性能测定的国家标准(GB5454-85).

氧指数指在规定试验条件下,氧氮混合物中材料刚好能保持燃烧状态所需要的最低氧浓度.试验时将试样夹持于透明燃烧筒内,其中有向上流动的氧氮气流.点着试样的上端,观察随后的燃烧现象,并与规定的极限值比较,测得其持续燃烧时间或燃烧过的距离.通过在不同氧浓度中一第列试样的试验,可以测得最低氧浓度.

2.发烟性试验法(参照BG8323-87)

根据长期积累的各类火灾资料,分析燃烧物的烟雾和毒性,其危害性常比燃烧时产生的火焰和热量更为严重,是导致人类死亡的主要原因.国内外都有该类专用仪器设备进行测试,原理较多采用光透过法.通过烟密度测度透过率和时间曲线可以得出各种参数,包括光密度、最大烟密度、平均发烟速度以及透光率,从最大到75%(比光密度16)所需要的时间,从而较全面地评价阻烯纺织材料的发烟性.建筑行业和效能运输部门常应用该类仪器及测试方法以研究和选用阻燃材料.

3.阻燃整理热分析

当织物按一定温度程序在受热或冷却时常发生一系列的物理或化学变化.热分析技术是研究或测定当发生这些变化时,物质的质量或能量随(或时间)变化的函数关系.热分析技术内容较多,阻燃测试中常用的是热解重量分析法(TGA)和有差示扫描量热法(DSC).

四、几种简易试验方法

为了操作方便,介绍几种简易测试方法.这些方法无需复杂设备或条件,成本低,适用于初步观察阻燃效果或一般工厂选用工艺条件时作参考或对比,但不能作为标准试验法,更不能作为仲裁依据.

火柴测试法可评定织物阻燃效果或相对比较阻燃性能.试验时取约2.5cm0cm织物一条,用点燃的火柴,放在条状试样下面,燃烧至火柴烧完(或规定5-12S),观察情况或阻燃效果.

试样大小可根据试验需要,热源采用打火机,时间一般为5S.热源放置部位可与应用条件相似.火熄灭后,观察火焰蔓延状态,蔓延不严重即为合格.

热源为0.3mL无水乙醇,放入小燃烧杯内(瓶盖也可),试验可用垂直法(5cmX30cm)、水平法(20cmx25cm)或45度倾斜法(5cmx15cm)、乙醇和织物距离2.5cm,测定指标可根据要求决定,如炭长、燃烧面积、续燃时间、阻燃时间以及燃烧物渣滓情况等.

4.片剂试验法

试验采用六甲撑四胺(HMTA)片剂(用粉剂加压制成),质量150mg,直径6mm.如果有条件可再用一块方形金属板(230mmx230mm,中间开一个直径205mm的圆孔).试验时将片剂放置于试样中心(300mmx300mm),用点燃的火柴在片剂表面轻轻接触,观察点燃的火焰烧至熄灭或无焰燃烧延至金属板中孔边缘,作为试验终点.

5.热金属螺帽法

将一只不锈钢六角螺帽(30g)在电熔炉中加热至950℃,用坩埚钳将螺帽取出,立即放在试样(300mmx300mm)中心,接触30S后取出螺帽.测量有焰燃烧时间、阻燃时间以及螺帽安放点至燃点作用所涉及的记录螺幅至压环边缘所需要时间.该法适用于各种铺地织物测试.