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本文作者:劉蘭1,2胡楊1林海1但年華1陳達(dá)1但衛(wèi)華1,2作者單位:1.四川大學(xué)制革清潔技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室2.四川大學(xué)蘇州研究院
前言
皮革材料用于建筑、車輛、航空、船舶及家具用革等方面存在一個(gè)不可小覷的問(wèn)題,即皮革材料的易燃性。由于火災(zāi)的發(fā)生常常與使用未經(jīng)阻燃處理的可燃物有直接的關(guān)聯(lián),所以對(duì)于某些材料而言,阻燃性便成為確保人身安全和降低財(cái)產(chǎn)損失的關(guān)鍵性能。
近年來(lái),巴西生產(chǎn)的高附加值汽車革的出口顯著上升,其中最重要的原因就是該國(guó)對(duì)汽車革進(jìn)行了阻燃處理,并實(shí)行了嚴(yán)格的阻燃測(cè)試,確保了皮革在火災(zāi)事故中具有高度的安全性。我國(guó)公安部消防局于2008年也明確了對(duì)消防用品和公共場(chǎng)所阻燃制品及標(biāo)識(shí)使用情況的要求,規(guī)定從2008年7月1日起,新建或改建的公共場(chǎng)所,必須采用滿足強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公共場(chǎng)所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識(shí)》[1]的阻燃制品。歐盟制定的家具革測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中,也包括了對(duì)阻燃性能的檢測(cè)。另外,如波音公司等也開始要求飛機(jī)及汽車內(nèi)部使用的皮革,應(yīng)具有一定的阻燃性能。可見隨著革制品應(yīng)用范圍的日益廣泛,阻燃皮革的研究與開發(fā)已勢(shì)在必行。
國(guó)外自20世紀(jì)50年代開始,就進(jìn)行了有關(guān)阻燃性皮革的研發(fā),并先后制定了有關(guān)皮革燃燒性能的檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)。如美國(guó)皮革化學(xué)家協(xié)會(huì)早在1950年就制定了一項(xiàng)類似于垂直燃燒測(cè)試的ALCAmethodE50檢測(cè)方法規(guī)定。
目前,國(guó)內(nèi)對(duì)阻燃性皮革雖有一定的研究,但能運(yùn)用于大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)卻鮮有報(bào)道。特別是具有高效、無(wú)毒、無(wú)腐蝕、耐久性好、多功能化的阻燃性皮革的研究更是一片空白。然而隨著國(guó)家強(qiáng)制性消防法規(guī)執(zhí)行力度的不斷加強(qiáng)和人們防火意識(shí)的不斷提高,皮革阻燃處理技術(shù)的研究和開發(fā)必將得到迅速而全面的發(fā)展。
1皮革阻燃性的概念
皮革作為一種天然高分子材料,具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征。由于其無(wú)可比擬的真皮優(yōu)勢(shì),比普通的合成革或人造革更具人體親和性,而深受消費(fèi)者喜愛。但與此同時(shí),皮革的安全問(wèn)題也越來(lái)越引起了消費(fèi)者和生產(chǎn)廠家的重視。皮革具有一定可燃性的原因可從其組織構(gòu)造獲得解釋,皮革中的膠原纖維是以編織存在的,這些編織以及由編織而形成的空隙,為空氣的進(jìn)入和流通創(chuàng)造了必備的空間條件,從而使得皮革具有了一定的燃燒性能。同時(shí),由于皮革在生產(chǎn)過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的不同物理、機(jī)械、化學(xué)等作用,均會(huì)對(duì)皮革的燃燒性能產(chǎn)生不同程度的影響。如通過(guò)制革過(guò)程中的浸水、浸灰、軟化過(guò)程對(duì)皮革中纖維間質(zhì)的去除,脫毛、脫灰在一定程度上對(duì)膠原纖維的適當(dāng)松散,以及皮革在生產(chǎn)過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的不同種類材料如鞣劑、復(fù)鞣劑、加脂劑和涂飾劑等的處理,均可能使皮革的可燃性提高。因此,未經(jīng)阻燃處理的皮革具有一定的可燃性。
對(duì)于阻燃性皮革而言,在傳統(tǒng)的概念中,阻燃僅僅要求皮革不易被小火源引燃。然而,伴隨著強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,對(duì)阻燃性皮革的要求已不僅僅是局限在不易被小火引燃這一小范圍內(nèi)。目前我們所說(shuō)的阻燃性皮革通常是指,皮革要有盡可能低的火焰蔓延速率和熱釋放速率,同時(shí)要求皮革燃燒時(shí)不存在熔滴現(xiàn)象、生煙量小、煙氣毒性低,且具備一定的自熄作用??梢婋S著國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長(zhǎng),社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步,人們消防意識(shí)的提高以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的推動(dòng),阻燃性皮革的概念也在無(wú)形中有了越來(lái)越多的內(nèi)容和要求。
迄今為止,提高皮革阻燃性能的關(guān)鍵技術(shù),主要是對(duì)阻燃性皮革的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化或?qū)ζじ飳?shí)施阻燃劑處理。就前者而言,目前最好的解決辦法是進(jìn)行不同皮化材料對(duì)皮革燃燒性能的影響機(jī)理研究,為選擇符合阻燃皮革技術(shù)要求的化學(xué)品奠定基礎(chǔ)。對(duì)于后者,考慮到皮革的主要成分為膠原蛋白,通常情況下,膠原蛋白達(dá)到一定溫度后會(huì)呈熔融狀態(tài),進(jìn)而發(fā)生裂解。該過(guò)程不僅會(huì)釋放出熱量,而且會(huì)釋放出大量高能自由基、可燃性氣體和有害氣體等。因此,利用阻燃劑對(duì)皮革進(jìn)行阻燃處理顯得尤為重要,不僅可通過(guò)阻燃劑的吸熱作用、覆蓋作用、氣體稀釋作用等達(dá)到阻燃的效果,而且還可通過(guò)把鹵素等阻燃性基團(tuán)引入到膠原的大分子鏈中,通過(guò)降低裂解釋放出的可燃性氣體的燃燒熱,提高著火點(diǎn),改變膠原大分子鏈的熱裂解反應(yīng)歷程,而起到抑制皮革燃燒的目的。
阻燃劑發(fā)展至今,種類繁多。按所含阻燃元素的種類可分為鹵系、磷系、氮系、硼系、銻系、鎂系、鉬系等。然而,根據(jù)皮革燃燒時(shí)所呈現(xiàn)出的燃燒特點(diǎn),現(xiàn)今皮革用阻燃劑多集中在硼、磷、氮系等阻燃產(chǎn)品中。
2國(guó)內(nèi)外阻燃性皮革的研究現(xiàn)狀
皮革制品剛開始出現(xiàn)時(shí),人們對(duì)它的要求僅僅停留在外表美觀、手感舒適、穿著衛(wèi)生、經(jīng)久耐用等層面上。而對(duì)皮革阻燃性能的要求則局限在一些小的范圍產(chǎn)品,如軍用靴、護(hù)林用靴帽等。但隨著生活水平的提高,人們對(duì)皮革制品的使用性能有了越來(lái)越高的要求,不僅要求其具有傳統(tǒng)的性能,還要求具有一些特殊的性能,以保障人們生產(chǎn)、生活的安全。其中,皮革阻燃性便是一大方面。而且隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們消費(fèi)質(zhì)量的不斷提高,阻燃性皮革的市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越大。
國(guó)外對(duì)皮革阻燃技術(shù)的研發(fā)工作開展得較早,早在20世紀(jì)50年代,RMLollar[2]就通過(guò)浸漬試驗(yàn)評(píng)估了阻燃劑的阻燃性能。美國(guó)辛辛那提大學(xué)的KDonmez和WEKallenberger[3]研究了不同阻燃劑和加工過(guò)程,對(duì)皮革的可燃性影響。MPrzybylek[4]研究了不同鞣制方法與皮革阻燃性能的關(guān)系。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):植物鞣劑與鉻鞣劑結(jié)合鞣制,比單獨(dú)用植物鞣劑或鉻鞣劑鞣制得到的皮革的阻燃性能要好。RKozlowski等[5]也曾對(duì)天然皮革及人造革進(jìn)行了燃燒性能方面的檢測(cè)研究。ABacardit等[6]對(duì)影響皮革燃燒性能的多種因素進(jìn)行了研究分析,他與前人的研究?jī)?nèi)容最大的不同,在于專門分析了不同類型原料皮對(duì)皮革燃燒性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):皮革作為一種天然高分子材料,在具備一定可燃性的同時(shí),也具有某些天然的阻燃性能,且這種能力隨坯革類型的不同而有所不同,其中皮纖維編織的緊實(shí)程度起著決定性作用。另外,DKChattopadhyay等[7]還對(duì)影響皮革涂飾用聚氨酯燃燒性能的各因素進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析。
對(duì)于阻燃材料的研發(fā)方面,國(guó)外已取得了一些顯著性的重大成果,且有些阻燃材料已在制革業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。如BYildiz等[8]研制出了一種既具有一定防紫外輻射、抗氧化性,同時(shí)還具有極強(qiáng)阻燃性的硼酸鋅-聚氨酯復(fù)合材料。另外,他還指出,由于硼酸鋅具有一定的抗菌性能,因而將添加有硼酸鋅的聚氨酯薄膜應(yīng)用到皮革上,有望提高皮革制品的抗菌、抑菌性能。JGHansel等[9]對(duì)一種既有加脂作用,又具有一定阻燃性能的主要含有機(jī)磷化合物的加脂劑進(jìn)行了研究并申請(qǐng)了專利。此外,SSugiyama等[10]還對(duì)一種阻燃性人造革的生產(chǎn),進(jìn)行了全方面的研究并申請(qǐng)了專利。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段對(duì)阻燃性皮革的研究開發(fā)較少,其中已見報(bào)道的研究工作,主要集中在對(duì)濕態(tài)染整工段、不同皮化材料對(duì)皮革阻燃性能的影響等方面。如黃瓚等[11-13]對(duì)影響皮革燃燒性能的復(fù)鞣劑、加脂劑及阻燃劑進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)鉻復(fù)鞣對(duì)藍(lán)濕革燃燒性能的影響不明顯,而植物鞣劑、合成鞣劑、丙烯酸樹脂鞣劑、醛類鞣劑等,都會(huì)使皮革的阻燃性能降低,且下降的程度會(huì)隨其用量的增加而變化。另外,不同加脂劑的使用也會(huì)使皮革的阻燃性能降低,并隨加脂劑用量的增加而進(jìn)一步下降。段寶榮等[14-16]在此基礎(chǔ)上,還研究了不同涂飾劑對(duì)皮革阻燃性能的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),成膜劑的使用都會(huì)不同程度的降低皮革的阻燃性能。另外,劉志勇等[17]還對(duì)阻燃要求更高的毛皮在阻燃處理中的主要工藝要求進(jìn)行了研究。四川大學(xué)的郭文宇等[18]研制出了一種既有鞣制作用,又具有很好阻燃性的四羥甲基季膦鹽。李立新等[19]介紹了一種新型阻燃性三聚氰胺樹脂鞣劑的合成、性能及應(yīng)用,其不僅具有良好的阻燃效果,還具有優(yōu)良的填充性能,可很好地用于提高皮革的阻燃性能。寧波工程學(xué)院的邵雙喜等[20]研制出了一種既具有一定鞣制作用,又具有很好阻燃效果的四羥甲基氯化磷無(wú)鉻鞣劑。
此外,毛國(guó)兵等[21]制備了一種環(huán)保型高性能阻燃聚氨酯合成革,且該合成革主要是以水性聚氨酯為原料,配以磷化物為阻燃劑制備得到的。其不僅可有效地避免溶劑型合成革生產(chǎn)過(guò)程中所引起的環(huán)保問(wèn)題,而且其阻燃性能能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。黑龍江省森林保護(hù)研究所[22]于1999年研制的森林防火阻燃皮革,是較早提出的有關(guān)阻燃性皮革加工的整套方法,其具有新型、高效、多功能等特點(diǎn)。已經(jīng)在東北、西北、內(nèi)蒙等林業(yè)企業(yè)全面推廣應(yīng)用,是目前較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的阻燃產(chǎn)品。李邦坎[23]針對(duì)黃牛皮的組織特征,研制出了低霧化、阻燃、高物性、易保養(yǎng)的汽車坐墊革。此外,還有人提出了一整套有關(guān)抗發(fā)霧、阻燃的牛皮汽車坐套革生產(chǎn)工藝。同時(shí),上海、海寧、辛集等地的一些服裝加工企業(yè),也協(xié)作加工少量的阻燃牛皮、羊皮防火服裝。盡管如此,國(guó)內(nèi)目前卻鮮有合成某種皮革專用阻燃劑或是得到能夠用于生產(chǎn)阻燃性皮革的整套成熟加工技術(shù),而能用于規(guī)?;a(chǎn)的更少。
總的來(lái)看,目前有關(guān)阻燃性皮革的研究開發(fā)及使用均還處于亟待發(fā)展提高的階段。究其原因主要是皮革阻燃材料存在諸多的問(wèn)題:1)皮革現(xiàn)有阻燃劑主要是利用塑料、紡織等行業(yè)的改性阻燃劑,一般阻燃劑用到皮革工藝中都會(huì)不同程度地影響皮革的手感、柔軟性等,對(duì)皮革的理化性能產(chǎn)生不利影響;2)目前使用的高性能阻燃劑成本都較高,一般的為12~20元/kg,更好一點(diǎn)的為50~100元/kg。使得生產(chǎn)阻燃性皮革的成本大大提高,很難得到生產(chǎn)廠家的廣泛接受;3)現(xiàn)在應(yīng)用的大多數(shù)阻燃劑均具有一定的毒性,達(dá)不到多功能生態(tài)皮革的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。尤其經(jīng)阻燃劑處理后的皮革,在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體,從而造成二次污染,對(duì)人們的生活及環(huán)境的保護(hù)均產(chǎn)生了不利影響;4)多數(shù)阻燃劑的阻燃效率較低,其耐水洗、干洗及耐擦拭性能較差,阻燃效果很難持久。
3阻燃性皮革檢測(cè)方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
為了最大限度地降低火災(zāi)對(duì)人類造成的威脅,人們發(fā)展了阻燃科學(xué)。其中最重要的一個(gè)方面就是有關(guān)阻燃效果的評(píng)價(jià)。由于皮革在火災(zāi)中的燃燒行為非常復(fù)雜,任何單一的燃燒測(cè)試方法都不能將其燃燒性質(zhì)完全描述出來(lái),因此人們?cè)噲D通過(guò)對(duì)測(cè)試與表征方法的研究,從多方面更完備地評(píng)價(jià)材料的阻燃性能??偟膩?lái)說(shuō),目前能夠用于皮革阻燃性能檢測(cè)方面的測(cè)試方法有以下幾種。
3.1垂直燃燒測(cè)定法
垂直燃燒測(cè)定法是通過(guò)垂直燃燒,測(cè)量在規(guī)定點(diǎn)燃時(shí)間后,試樣在其后的一定時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的碳化物長(zhǎng)度、失重、續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間等,來(lái)衡量皮革的可燃程度。這些參數(shù)值越小,表明皮革的阻燃性越好。然而,令人遺憾的是,直至目前為止,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有制定出有關(guān)皮革的測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn),只能參考美國(guó)皮革化學(xué)家協(xié)會(huì)關(guān)于防火性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)AL-CAMethodE5、聯(lián)合航空規(guī)章(JAR)或聯(lián)邦航空條例(FAR)頒布的JAR/FAR25853(b)標(biāo)準(zhǔn)方法和GB/T5455《紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直法》進(jìn)行測(cè)定。在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面,目前國(guó)內(nèi)外制定的有關(guān)航空器內(nèi)飾用材料,對(duì)垂直燃燒性能的具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求如表1所示。
3.245°燃燒測(cè)定法
45°燃燒測(cè)定法是通過(guò)將試樣斜放呈45°放置,對(duì)試樣點(diǎn)火,將試樣有焰向上燃燒一定距離所需的時(shí)間、損毀長(zhǎng)度、續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間作為評(píng)定該試樣燃燒程度的量度,從而衡量皮革的可燃程度。因目前還沒(méi)有有關(guān)皮革燃燒性能的測(cè)定方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,因此只能參考GB/T14644-1993《紡織織物燃燒性能45°燃燒速率的測(cè)定》對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)。而且據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[25],對(duì)于交通工具內(nèi)飾用阻燃產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)要求為:損毀長(zhǎng)度≤20cm、續(xù)燃時(shí)間≤3s、陰燃時(shí)間≤5s。
3.3水平燃燒測(cè)定法
水平燃燒測(cè)定法:通過(guò)將一定尺寸的試樣置于規(guī)定的燃燒器下點(diǎn)燃,測(cè)量試樣在規(guī)定點(diǎn)燃時(shí)間后皮革在單位時(shí)間內(nèi)的燃燒距離。國(guó)際上皮革阻燃性能的測(cè)定大多采用此方法[26]。目前,由ISO/TC120皮革技術(shù)委員會(huì)起草、的ISO/DIS17074∶2004《Leather-Physicalandmechanicaltests-Determinationofresistancetohorizon-talspreadofflame》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中,就包括了對(duì)此測(cè)定方法的相關(guān)規(guī)定。且國(guó)內(nèi)皮革業(yè)目前也已有了對(duì)此測(cè)定方法的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求,具體如中華人民共和國(guó)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2973-2008《毛皮物理和機(jī)械試驗(yàn)阻燃性能的測(cè)定》、中華人民共和國(guó)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2729-2005《皮革物理和機(jī)械試驗(yàn)水平燃燒性能的測(cè)定》。而且,根據(jù)已有資料顯示,中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法就是以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為參考修改而來(lái)的。在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面,目前制定的汽車裝飾用皮革標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)水平燃燒性能的要求為:歐盟ISO3795≤75mm/min,而中國(guó)GB/T2703-2005[27]≤100mm/min。
3.4限氧指數(shù)法
限氧指數(shù)法(LOI)是指試樣在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中,保持試樣燃燒3min或者燃燒完預(yù)先規(guī)定的尺寸所需氧氣的最低氧氣體積濃度的百分比。目前,皮革可燃性的評(píng)價(jià)通常采用此方法。LOI=[O2]/([N2]+[O2]×100%)[O2]-在特定溫度下維持燃燒的最低氧氣流量,mm3/s;[N2]-相應(yīng)的氮?dú)饬髁?,mm3/s。具體步驟參見美國(guó)材料測(cè)試協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)ASTMD2863-77《StandardMethodforMeasuringtheMinimumOxy-genConcentrationtoSupportCandle-LikeCombustionofPlastic》。然而令人遺憾的是,目前國(guó)內(nèi)皮革業(yè)還沒(méi)有有關(guān)限氧指數(shù)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。且從上述限氧指數(shù)的定義中可以清楚地看到,試樣的限氧指數(shù)越大,則維持試樣燃燒所需的氧氣濃度越高,即試樣越難燃燒,說(shuō)明試樣的阻燃效果越好。
具體來(lái)講,我們知道空氣中氧所占的比例接近0.2。因此,從理論上講,只要極限氧指數(shù)大于21就有自熄作用。然而,考慮到空氣對(duì)流等因素對(duì)測(cè)試的影響,從而要求限氧指數(shù)大于27才能達(dá)到阻燃的要求。因此,一般情況下認(rèn)為L(zhǎng)OI值低于20的為易燃;20~26之間為可燃;26~34之間為難燃;35以上為不燃[17]。
3.5皮革生煙性的變化
火災(zāi)事故破壞性嚴(yán)重的另一個(gè)原因是,火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的大量煙霧。據(jù)統(tǒng)計(jì),火災(zāi)死亡人數(shù)中有70%~80%是因煙和有毒氣體窒息而亡的。因此阻燃的目的也在于降低皮革燃燒后排放的毒氣量。因而,生煙性也是皮革阻燃技術(shù)檢驗(yàn)的重要指標(biāo)。然而對(duì)于皮革而言,沒(méi)有檢驗(yàn)生煙性的方法,往往借鑒其它材料的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。皮革生煙性的變化可以通過(guò)測(cè)定皮革燃燒時(shí)的煙密度進(jìn)行表征,即取一定尺寸的皮革試樣,依據(jù)以ASTMD2843-1999《TestMethodforDensityofSmokefromtheBurningorDecompositionofBuildingMaterials》為參考修改而來(lái)的GB/T8627-2007[28]的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)。且據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[29],按此方法對(duì)公共場(chǎng)所阻燃織物進(jìn)行檢測(cè)時(shí),其對(duì)煙密度的要求≤15;而對(duì)阻燃塑料/橡膠制品及阻燃泡沫塑料的要求≤75。
3.6錐形量熱儀測(cè)定
錐形量熱儀(CONE)是美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究所(NIST)于1982年提出的,它是以氧消耗原理為基礎(chǔ)的新一代聚合物材料燃燒性能測(cè)定儀。由CONE獲得的可燃材料在火災(zāi)中的燃燒參數(shù)有多種,包括釋熱速率、總釋放熱、有效燃燒熱、點(diǎn)燃時(shí)間、臨界點(diǎn)燃熱量、煙霧釋放速率及毒性參數(shù)和質(zhì)量變化參數(shù)等[30]。因此,通過(guò)錐形量熱儀測(cè)定試樣燃燒性能的各參數(shù),可對(duì)材料進(jìn)行綜合評(píng)估。然而,目前尚無(wú)有關(guān)皮革方面的檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)際上以CONE為測(cè)試方法制定的標(biāo)準(zhǔn),主要有ASTM1354-94《應(yīng)用耗氧儀對(duì)材料和產(chǎn)品加熱進(jìn)行煙熱釋放速度的測(cè)定》、ISO5660-1《測(cè)定建筑材料的熱釋放速率》和NFPA264A《對(duì)家具、外套和床墊進(jìn)行熱釋放速率的測(cè)定》。此外,針對(duì)飛機(jī)等產(chǎn)品在使用時(shí)載客數(shù)量多、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)大且不易逃生等特點(diǎn),聯(lián)邦航空條例中還有一條專門針對(duì)飛機(jī)用材料的阻燃防火測(cè)試-60°燃燒測(cè)試[31]。主要是通過(guò)將試樣傾斜60°放置,以與水平燃燒試驗(yàn)相同的點(diǎn)燃源進(jìn)行檢測(cè)。在此項(xiàng)測(cè)試中,主要的表征參數(shù)為碳化物長(zhǎng)度、明燃時(shí)間、熔滴自熄時(shí)間等。然而總的來(lái)說(shuō),從現(xiàn)有情況看來(lái),我國(guó)還缺乏易燃品燃燒性能的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前,國(guó)家對(duì)紡織品的燃燒性能建立了比較系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),而對(duì)建筑、裝修行業(yè)的監(jiān)督力度不是很夠,尤其對(duì)于皮革行業(yè)更是缺乏。從而在一定程度上延遲了皮革阻燃技術(shù)的發(fā)展速度,也造成了相關(guān)監(jiān)管部門和皮革行業(yè)相關(guān)生產(chǎn)廠家難以對(duì)皮革的阻燃性能進(jìn)行評(píng)價(jià)和選擇。因此,應(yīng)加大對(duì)皮革行業(yè)的監(jiān)督力度,制定明確的阻燃要求,并使之規(guī)范化、法制化,以保證其能得以實(shí)施。
4阻燃性皮革的發(fā)展方向
阻燃性皮革的研究和開發(fā)已成為制革工業(yè)的發(fā)展方向之一。然而,國(guó)內(nèi)的阻燃性皮革與阻燃材料相比國(guó)外還存在一定的差距。因此,無(wú)論是在阻燃性皮革或是在新材料的開發(fā)上,均需不斷努力。預(yù)計(jì)未來(lái)阻燃性皮革的發(fā)展還需在以下幾個(gè)方面努力。
(1)進(jìn)一步深入對(duì)皮革燃燒過(guò)程中的阻燃機(jī)理進(jìn)行研究,為選擇恰當(dāng)?shù)淖枞脊に嚮蚝铣善じ飳S眯妥枞疾牧咸峁﹨⒖肌?/p>
(2)由于皮革制品多是與人直接接觸的生活生產(chǎn)用品。因此,對(duì)其使用安全的要求高于其它阻燃產(chǎn)品。而且,隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)峻,通過(guò)將消煙技術(shù)[32]及阻燃劑的無(wú)鹵化應(yīng)用于阻燃性皮革的研發(fā)中,以開發(fā)低煙、低毒及防熔滴的環(huán)保型、新型阻燃性皮革,將是皮革阻燃技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
(3)針對(duì)皮革是由膠原蛋白組成,本身含有大量可反應(yīng)官能團(tuán)。因此可通過(guò)將微膠囊化技術(shù)[32]、超細(xì)化納米技術(shù)[33]、大分子技術(shù)[32]、表面處理技術(shù)[32]及阻燃劑的復(fù)配協(xié)同技術(shù)[32-34]等新興技術(shù),應(yīng)用于阻燃皮革的研究中。以此開發(fā)出與皮革的吸附、結(jié)合性能好,且不影響各項(xiàng)使用性能的皮革專用型阻燃劑。
(4)制定合適的阻燃性皮革生產(chǎn)工藝[26]??紤]到原料皮、鞣劑、復(fù)鞣劑、加脂劑以及涂飾劑的種類繁多、不同加工方法等,都會(huì)不同程度地影響皮革的阻燃性能。因此,我們應(yīng)盡力尋求最優(yōu)的阻燃性皮革生產(chǎn)工藝方案,在保證很好阻燃效果的前提下,減少對(duì)其它化料使用效果的影響。如重視對(duì)各類濕態(tài)染整工段用化學(xué)試劑的阻燃改性[26]、通過(guò)選擇一些具有交聯(lián)結(jié)合的鞣劑,來(lái)使皮革的透氣性降低,從而減少皮革內(nèi)部與空氣的接觸,達(dá)到阻燃的效果。以免在一味追求皮革阻燃性的同時(shí),影響了皮革的其它各項(xiàng)理化指標(biāo),避免顧此失彼。
(5)控制阻燃性皮革的生產(chǎn)成本。為了達(dá)到革制品利潤(rùn)最大化的目的。開發(fā)性能穩(wěn)定、高效環(huán)保、價(jià)格低廉的阻燃性皮革,已勢(shì)在必行。同時(shí),皮革燃燒性能方面的檢測(cè)研究也需加強(qiáng)。要建立完善的皮革阻燃性能表征方法和標(biāo)準(zhǔn)。正是由于國(guó)內(nèi)檢測(cè)皮革阻燃性能的測(cè)試表征及評(píng)價(jià)方法尚不完善,檢測(cè)條件和手段也不相同。造成相關(guān)監(jiān)管部門和皮革行業(yè)相關(guān)生產(chǎn)廠家難以對(duì)皮革的阻燃性能進(jìn)行評(píng)價(jià)和選擇。然而只有在準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)皮革阻燃性能的基礎(chǔ)上,我們才能更好地為皮革阻燃材料的開發(fā)和阻燃工藝的優(yōu)化提供依據(jù)。因此,需盡快建立全面檢測(cè)皮革阻燃性能的測(cè)試表征及評(píng)價(jià)方法,并制定阻燃皮革的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。