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热稳定性与涤纶织物LBL组装处理的关系

【摘要】:随着BL数的增加,Tmax处的最大失重速率也降低。第一个失重阶段是涤纶织物热降解和炭的形成,第二个阶段是在较高温度氧气作用下不稳定炭的分解。因此,TGA的结果表明,在氮气和空气气氛下,涤纶织物经LBL组装阻燃处理都能提高其高温稳定性,促进炭的形成。这说明涤纶织物的LBL组装处理可以在凝聚相形成炭层作为覆盖层,使涤纶织物具有良好的抗熔滴性能和一定的阻燃性。

用热重分析仪(TGA)分别研究未处理和LBL组装处理后的涤纶织物在氮气和空气气氛中的热稳定性。TG和DTG曲线如图6-3所示,TGA数据见表6-4和表6-5,包括起始分解温度(T-10%为10%质量损失的温度),最大失重速率温度(Tmax),最大失重速率和600℃的残留量。

(一)氮气气氛下的热失重分析

氮气气氛下的热重分析结果如图6-3(a)所示,相关数据见表6-4。

表6-4 氮气气氛下未处理和阻燃处理的涤纶织物的TGA数据

图6-3 未处理和阻燃处理涤纶织物的TG曲线和DTG曲线

从图6-3(a)和表6-4可以看出,在氮气气氛下,未处理和处理后的涤纶织物均只有一个失重阶段。经过层层自组装阻燃处理的涤纶织物起始分解温度(T-10%)随着BL数的增加而降低,且低于未处理的涤纶织物。这可能是由于BPEI和APP较低的起始分解温度引起的。而经过处理的涤纶织物的Tmax随着BL数的增加而增加,说明经该阻燃体系处理的涤纶织物的Tmax略有提高。随着BL数的增加,Tmax处的最大失重速率也降低。600℃下的残留物含量,随着BL数的增加而增加,说明涤纶织物经LBL组装BPEI/APP阻燃处理会促进涤纶织物残炭的形成,这可能是产生抗熔滴现象的主要原因。

(二)空气气氛下的热失重分析

表6-5 在空气氛下未处理和阻燃处理涤纶织物的TGA数据

从图6-3(b)和表6-5可知,与在氮气气氛下不同,未处理和阻燃处理后的涤纶织物在空气气氛下均出现了两个失重阶段。第一个失重阶段是涤纶织物热降解和炭的形成,第二个阶段是在较高温度氧气作用下不稳定炭的分解。两个阶段的起始分解温度、最大失重速率以及最大失重速率温度与在氮气气氛下的变化趋势一致。600℃空气气氛下的残留物含量也随着BL数的增加而增加,说明阻燃处理也能促进空气气氛下的残炭形成。因此,TGA的结果表明,在氮气和空气气氛下,涤纶织物经LBL组装阻燃处理都能提高其高温稳定性,促进炭的形成。这说明涤纶织物的LBL组装处理可以在凝聚相形成炭层作为覆盖层,使涤纶织物具有良好的抗熔滴性能和一定的阻燃性。