书城科普读物探索未知丛书-化学天地(二)
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第32章 为什么化学纤维能抗燃

涤纶、锦纶、腈纶、粘胶纤维等化学纤维非常容易燃烧,一点就“着”。随着化学纤维使用量的剧增,因化学纤维燃烧造成火灾事故不断增加。所以,人们开始研究如何使化学纤维不燃烧,使之获得抵抗燃烧的本领。

人们发现,使化学纤维不燃烧,关键就是使之获得抵抗燃烧的本领,本身具有阻止着火的“消防队员”。

化学工作者经过大量筛选,找到了具有抗燃效果的元素,如周期表第V族的氮、磷、砷、锑、铋;第VI族的氟、氯、溴、碘等。但是,它们光有抗燃能力还不够,还需要具备无毒、耐久、价格低廉等优点。

经过多次实验,溴化物以抗燃效果好,灭火本领高而入选。加入溴化物的化学纤维,一旦着火,溴化物首先挺身而出,很快释放出不燃烧的溴化氢气体,把化学纤维燃火区包围起来,使之与氧隔离,这样使火失去氧气的帮助而被降伏。此外,人们还发现,化学纤维燃烧,先分解,后燃烧,并在分解过程中形成许多的可燃的自由基。溴化氢具有捕捉自由基的本领,很容易与自由基反应变成不燃烧的水。

与溴化物相比,磷化物的抗燃本领另有一个天地。它不释放不燃性气体,而进入化纤后,遇火可促进碳化残渣的生成,以减少纤维固相氧化作用。此外,有机磷在水存在时燃烧,会生成磷酐或磷酸,磷酸在燃烧时可促进纤维催化脱水,局部碳化生成固体残渣;磷酐则能在燃烧时生成玻璃状熔体,覆盖在被燃物上,阻止易燃的一氧化碳气体的生成。

可见,溴化物与磷化物灭火本领各有千秋,如果把二者结合起来,协同作战,就会相得益彰,抗燃就会更佳。

既然溴化物和磷化物抗燃本领如此高超,人们便研究如何把它们放入化学纤维中,以增加其抗燃能力。比较简单的方法是,用抗燃剂对化纤或织物表面进行浸渍涂布、喷洒等处理的后处理法。使阻燃剂牢固地附在纤维表面上而具备抗燃能力。后处理法简单,成本较低,但抗燃耐久性差。

共聚法是种耐久的较好的方法。选择一些具有共聚反应性官能团的卤化物或磷化物,使之在化纤的聚合阶段与后者共聚。比如把四溴双酚A与乙二醇反应的缩合物加入涤纶生产的聚合体系中,使它与聚酯单体共聚。亦可使丙烯腈与氯乙烯共聚,得到抗燃的腈氯纶。

此外,还有辐射接收法、混炼法等。