Page 82 - 精细化工2019年第9期
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·1810·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                              [5]
            Pornwannachai 博士 测试了大量市售水溶性阻燃剂                     射仪，丹东通达科技有限公司。
            对 FF 增强的聚丙烯、聚乳酸和聚呋喃甲醇树脂织物                          1.2    FF 接枝 MA
            的阻燃性能，结果发现甲基膦酸胍是复合材料最有                             1.2.1    接枝处理
                                    [6]
            效的阻燃剂。Prabhakar 等 以聚磷酸铵为阻燃剂，                           将一定质量的亚麻线浸入质量分数 5%  NaOH
            以淀粉、FF 为原料，采用压缩技术制备了生物可降                           水溶液中，90~100  ℃下保持 30 min。取出冷却后用
            解阻燃复合材料，该材料成炭性能良好。邓启刚等                             蒸馏水洗至中性，70  ℃烘干。将烘干的亚麻线浸入
            [7-9]
               用不同的有机含磷阻燃剂对 FF 进行阻燃处理，                         适量 MA 的 DMF 溶液，氮气保护，在一定温度下
            得到了不同阻燃性能的亚麻产品。添加型阻燃免不                             反应一定时间后取出冷却，用无水乙醇洗涤以除去
            了会有阻燃剂迁移流失等问题出现。也有研究者采                             未反应的 MA 和溶剂 DMF，再用蒸馏水洗至中性，
            用化学接枝的阻燃方法对 FF 进行阻燃。接枝阻燃改                          70  ℃烘干，得到马来酸酐接枝的亚麻线 MA-FF。
            性可以有效地将阻燃剂化学键合到纤维上，从而提                             1.2.2    正交实验优化接枝条件
            高阻燃耐久性。Sonnier 等         [10] 使用辐射接枝方法对                在 FF 上接枝 MA，接枝效率受到反应温度、
            FF 进行阻燃改性，结果发现含磷阻燃剂可以有效接                           MA 用量、反应时间等因素的影响。用正交实验优
            枝到 FF 上产生阻燃效果。Raymond 等             [11] 通过电子      化接枝条件，表 1 为正交实验设计的因素水平表。
            束辐照接枝法，将丙烯酰胺成功地接枝到了亚麻织
                                                                           表 1    正交实验因素水平表
            物表面，当接枝率为 36.8%时，LOI 值达到 23.7%。                       Table 1 Factors and levels for orthogonal experiment
            金属离子也可以提高纤维素的阻燃性能。李强林等                                                       因素
                                                                  水平
            [12]    2+
               用 Mg 改性的 APP 阻燃整理棉涤织物，织物的                                    温度/℃     m(MA)∶m(FF)   反应时间/h
                                              +
                                                   +
            LOI 值达到 31.2%；夏延致等         [13] 将 Na 和 K 通过纤           1          90        40∶60         4
            维素结构单元上的羟基吸附在纤维素织物上，使纤                                 2         100        45∶60         3
                                                                   3         110        50∶60         2
            维素织物的 LOI 值达到 30%以上。Yin 等             [14] 制备的
                                                                   4         120        55∶60         1
            功能化氢氧化镁流体/丙烯酸酯混合涂层，提高了棉
            织物的机械性能、阻燃性能和形状记忆性能。                               1.2.3    接枝率测定
            Santanv 等 [15] 将 ZnCO 3 在碱性条件下处理棉纤维，                   MA 与 FF 纤维结构中的羟基反应生成 FF 纤维
            能提高 LOI 值到 30%，600  ℃时炭残留 40%以上。                   素马来酸单酯，反应式如下所示。

            但是金属离子阻燃亚麻纤维还鲜见报道。
                            +
                 为了得到 Na 阻燃改性的 FF，本文首先用马来

            酸酐（MA）对 FF 单线进行化学接枝，得到 FF 纤
            维素马来酸单酯，然后用碳酸钠溶液进行中和得到                                 在 FF 上每接枝一个 MA 分子，都会引入一个
                                           +
            FF 纤维素马来酸酯钠，从而将 Na 引入到 FF 上。                       羧基，该羧基可以与氢氧化钠发生中和反应。根据
            优化了接枝条件，测试了接枝率，考察了接枝后 FF                           与该羧基中和消耗的氢氧化钠量，可以测定羧基含
            的结晶度和阻燃性能变化，拓展了 FF 及其复合材料                          量，也就是接枝到纤维素上 MA 的量。定义 MA 在
            的阻燃应用领域。                                           FF 上的接枝率为羧基摩尔数与 FF 纤维素葡萄糖单
                                                               元摩尔数之比，用 Gd 表示。
            1    实验部分                                              用酸碱滴定法测 Gd。称取一定质量的 MA-FF，
                                                               加入 NaOH 标准溶液，振摇后静置几分钟，加入酚
            1.1    试剂与仪器                                       酞指示剂，用 HCl 标准溶液滴定。按公式（1）计
                 亚麻单线，15 公支，佛山市南海誉美纺织有限                        算 MA 在 FF 上的接枝率 Gd。
            公司；马来酸酐（MA）、碳酸钠，分析纯，天津市                                               (    c V M
                                                                                           )cV 
                                                                       Gd / %     11   2 2   2     100
            东丽区天大化学试剂厂。                                                       1000m   (c V   11  c V  )M 1    （1）
                                                                                            2 2
                 Magna-IR560esp 型傅里叶变换红外光谱仪，美                  式中：c 1 为 NaOH 标准溶液的浓度，mol/L；c 2 为
            国 Nicolet 公司；CMT0102 型微机控制电子万能试                    HCl 标准溶液的浓度，mol/L；V 1 为 NaOH 标准溶液
            验机，深圳新三思材料检测有限公司；JF-3 极限氧                          的体积，mL；V 2 为 HCl 标准溶液的体积，mL；M 1
            指数测定仪、CZF-5 水平垂直燃烧测定仪，南京市                          为 MA 的相对分子质量，98 g/mol；M 2 为 FF 纤维素
            江宁区分析仪器厂；TAS-990 原子吸收分光光度计，                        葡萄糖单元的相对分子质量，168 g/mol；m 为 MA-FF
            北京普析通用仪器有限公司；TD-3500 型 X 射线衍                       的质量，g。
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