摘要
对位芳纶（PPTA）纤维是一种具有特种性能的高分子纤维，具有高拉伸强度、高模量、轻质等多种优异性能，在航天、医疗、军工等领域有广泛的应用，在个人防护领域中的应用也日益增多。PPTA纤维在个人防护领域使用时，需要经过叠加层数、混纺处理增强其阻燃性能，本研究选用直接涂层和发泡涂层两种涂层方式将膨胀型阻燃聚氨酯银浆（IFR/TPU/Al）溶液引入PPTA表面，提高PPTA的阻燃性能。 本研究以聚磷酸铵（APP）为酸源、三聚氰胺（MEL）为气源、季戊四醇（PER）为炭源构成膨胀型阻燃体系，以热塑性聚氨酯（TPU）为黏合剂，以铝银浆（Al）为填料。首先，确定其组分比例区间，通过五因素三水平正交试验L18（35）设计18组试验方案，以锥形量热测试试验中的点燃时间（TTI）、平均热释放速率（av(HRR)）、总释放热（THR）和产烟总量（TSP）为试验指标，通过正交试验极差分析方法确定了4种IFR/TPU/Al溶液配方。然后，将4种配方溶液分别以直接涂层方式和发泡涂层方式涂覆于芳纶表面，探究直接/发泡两种不同涂层方式对芳纶阻燃性能的影响。另外，以未涂覆芳纶以及直接/发泡两种不同涂层方式涂覆芳纶织物为研究对象，利用傅里叶红外光谱仪分析涂覆前后、燃烧前后芳纶织物的成分结构，利用相机和场发射扫描电镜分析芳纶残炭的宏观形貌和微观形貌。 （1）锥形量热测试试验18组IFR/TPU/Al溶液，各试验指标结果显示综合性能最好的是试样2#（APP(1)：MEL(2)：PER(2)：TPU(2)：ALU(2)=8：8：2：16：20）。通过正交试验极差分析，以TTI、av(HRR)、THR和TSP为4个指标，确定了4组IFR/TPU/Al溶液配方。 （2）综合锥形量热测试试验与垂直燃烧测试试验，综合阻燃性能最好的为配方3 （APP：MEL：PER：TPU：Al=12：6：2：16：20）。配方3直接涂层方式涂覆芳纶（试样ZT-3）对比未涂覆芳纶（试样DZ），其p(HRR)、THR、p(MLR)分别降低了74.3%、9.9%、69%，残炭率增加了7.4%。发泡涂层方式涂覆芳纶（试样FP-3）对比试样DZ，其p(HRR)、THR、p(MLR)分别降低了76.9%、10.2%、70%，残炭率增加了7.5%。试样ZT-3和试样FP-3的经向摧毁长度分别为94 mm和99 mm，纬向摧毁长度分别为87 mm和90 mm。 （3）3466 cm-1和3418 cm-1出现的APP与MEL混合物的仲胺基-NH2的N-H对称和反对称伸展振动吸收峰。1468 cm-1处出现的甲基（-CH3）反对称弯曲振动和亚甲基（-CH2）的对称弯曲振动峰。461 cm-1处对应于Al-O键伸缩振动。以上新增峰均表明IFR/TPU/Al溶液引入芳纶表面，并且在燃烧后生成了连续、致密的残炭。
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