基于生物质材料阻燃棉织物的制备、性能及阻燃机理

发布时间：2024-07-08 22:51

　　棉织物作为一种由天然纤维制备的纺织品,具有保暖、吸湿、透气等优点,适用于多种领域。因此,棉织物存在于生活及生产的方方面面。然而,棉织物属于易燃材料,极易引发火灾。因此,针对特殊用途棉织物的阻燃改性,赋予棉织物良好的阻燃性能,具有重大研究意义。本文通过选用不同生物质材料作为阻燃剂制备阻燃棉织物,并对得到的阻燃棉织物的阻燃性能、燃烧性能、热稳定性能及阻燃机理等进行深入研究,主要内容如下:1.选用木质素磺酸盐(LS)与壳聚糖(CS)为原料,通过层层自组装(LbL)技术制备得到阻燃棉织物。单层LS、CS及LS共同整理得到的阻燃棉织物分别命名为LS/cotton-17.1 wt%、CS/LS/cotton-17.0 wt%与CS/LS/cotton-25.2 wt%。采用垂直燃烧测试仪、极限氧指数仪(LOI)、扫描电子显微镜与能量色散X射线光谱联用仪(SEM-EDS)、锥形量热测试仪(CCT)和热重红外联用分析仪(TG-FTIR)对制备的阻燃棉织物进行测试,表征了纯棉织物和阻燃整理棉织物的阻燃性能、垂直燃烧测试后残炭的宏观和微观形貌、燃烧性能、热稳定性能和阻燃机理。傅里叶变换红外光谱仪(ATR-...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 棉织物的阻燃概述
        1.2.1 棉纤维的热裂解
        1.2.2 棉织物的阻燃机理
        1.2.3 棉织物的阻燃方法
            1.2.3.1 浸渍烘燥法
            1.2.3.2 浸轧烘焙法
            1.2.3.3 涂层法
    1.3 棉用阻燃剂研究进展
        1.3.1 卤系阻燃剂
        1.3.2 磷系阻燃剂
        1.3.3 氮系阻燃剂
        1.3.4 硅系阻燃剂
    1.4 某些棉用合成阻燃剂的危害性
    1.5 生物质阻燃剂概述
        1.5.1 木质素
            1.5.1.1 木质素的结构、性能与应用
            1.5.1.2 木质素应用于阻燃的研究进展
        1.5.2 壳聚糖
            1.5.2.1 壳聚糖的结构、性能与应用
            1.5.2.2 壳聚糖用于棉织物阻燃的研究进展
        1.5.3 植酸
            1.5.3.1 植酸的结构、性能与应用
            1.5.3.2 植酸用于棉织物阻燃的研究进展
        1.5.4 脱氧核糖核酸
            1.5.4.1 脱氧核糖核酸的结构、性能与应用
            1.5.4.2 脱氧核糖核苷酸用于棉织物的阻燃进展
        1.5.5 其他生物质材料
    1.6 课题研究的内容与意义
        1.6.1 课题研究的意义
        1.6.2 课题研究的内容
第二章 壳聚糖与木质素磺酸钠阻燃棉织物的制备及性能
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 阻燃整理棉织物的制备过程
        2.2.3 仪器与表征
            2.2.3.1 红外光谱分析
            2.2.3.2 扫描电镜和能量色散X射线光谱联用分析
            2.2.3.3 热重分析(空气)
            2.2.3.4 热重红外联用分析
            2.2.3.5 锥形量热测试
            2.2.3.6 垂直燃烧测试
            2.2.3.7 极限氧指数测试
            2.2.3.8 织物白度测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 阻燃涂层化学结构分析
        2.3.2 织物的表面形貌及元素分布情况
        2.3.3 织物热稳定性能
            2.3.3.1 氮气氛围下的热稳定性能
            2.3.3.2 空气氛围下的热氧化降解稳定性能
        2.3.4 织物的阻燃性能
        2.3.5 织物的燃烧行为
        2.3.6 阻燃机理
        2.3.7 阻燃整理对织物的白度的影响
    2.4 本章小结
第三章 植酸铵与壳聚糖阻燃棉织物的制备及性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 阻燃棉织物的制备
        3.2.3 仪器与表征
            3.2.3.1 TG-FTIR
            3.2.3.2 X射线光电子能谱
            3.2.3.3 拉伸断裂强力测试
            3.2.3.3 抑菌率试验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 样品的化学结构分析
        3.3.2 涂层形貌分析
        3.3.3 织物的热稳定性
        3.3.4 织物的阻燃性能
        3.3.5 织物的燃烧行为
        3.3.6 阻燃机理分析
            3.3.6.1 气相阻燃机理
            3.3.6.2 凝固相阻燃机理
        3.3.7 织物的抗菌性能
        3.3.8 织物的拉伸强力测试
    3.4 本章小结
第四章 植酸和哌嗪基硅烷偶联剂共混阻燃棉织物的制备及性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 织物的预处理及溶液的配制
        4.2.3 棉织物整理过程
        4.2.4 仪器与表征
    4.3 结果讨论
        4.3.1 制备工艺
            4.3.1.1 不同溶液pH值对织物增重的影响
            4.3.1.2 不同的GP-108溶液浓度对棉织物增重的影响
            4.3.1.3 不同的浸渍时间对棉织物增重的影响
        4.3.2 整理后织物的结构表征
            4.3.2.1 纯棉织物及整理后棉织物的表面结构
            4.3.2.2 纯棉织物及整理后棉织物的表面微观形貌及元素分布情况
        4.3.3 织物的热稳定性能
        4.3.4 织物的阻燃性能
        4.3.5 织物的燃烧行为
        4.3.6 阻燃机理分析
            4.3.6.1 气相阻燃机理分析
            4.3.6.2 凝固相阻燃机理
        4.3.7 织物的强力
    4.4 小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 主要创新点
    5.3 本论文的不足之处及未来展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：4003996