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在服装、家具以及各种工业用品中都可以看到棉纤维的身影,比如医疗器械和防护服等,棉纤维已经成为我们生活中不可或缺的一份子。尽管棉纤维具有优良的透气性、舒适性以及吸湿性,但是其非常易燃,其氧指数只有18%,完全限制了棉纤维的应用。为了扩大棉纤维的应用范围,并且能够满足相关消防法规条例,研究具有无卤环保,低烟低毒,高效阻燃效率的棉用阻燃剂具有重要的科学意义和应用前景。本文以二氯磷酸苯酯、硅烷偶联剂KH550、三聚氯氰为主要原料合成了两个无卤环保的,具有多活性基的绿色阻燃剂:PSD-Si与TCT-Si。通过1H-NMR、31P-NMR、FTIR对二者的结构进行了表征,证明二者均成功合成。并通过考察反应时间、投料比、溶剂类别、反应温度、缚酸剂种类对产率的影响,得出了阻燃剂TCT-Si的最佳合成工艺条件;采用热重分析(TGA)测试对阻燃剂TCT-Si的热性能进行了分析研究,结果表明该阻燃剂具有较好的热稳定性与较高的成炭性。采用二浸二轧工艺,对棉织物进行阻燃整理,将阻燃剂PSD-Si与TCT-Si整理到棉织物上。通过氧指数测试(LOI)与垂直燃烧测试(VFT)考察阻燃剂用量、催化剂用量、催化剂种类对整理后棉织物阻燃性能的影响,得到了阻燃剂整理棉织物的最佳阻燃整理工艺条件,并对阻燃整理后的棉织物进行了全反射红外测试(ATR-FTIR),证明阻燃剂与棉织物以化学交联的方式成功接枝到了棉织物上。通过TGA测试与微型量热测试(MCC)对不同催化剂用量阻燃棉织物的热性能与燃烧性能进行了系统研究,证明催化剂的加入均有利于阻燃棉织物成炭率的提高以及热释放的降低,最佳工艺条件下,PSDSi阻燃棉织物700oC成炭率39.4%,TCT-Si阻燃棉织物700oC成炭率43.4%,对应热释放峰值分别降低81.8%与85.6%;通过接触角测试,证明经PSD-Si整理的棉织物具有亲水性,经TCT-Si整理的棉织物具有疏水性;通过扫描电镜和拉曼光谱测试对阻燃前后以及燃烧前后棉织物的形貌进行了分析研究,测试结果表明阻燃剂成功接枝到棉织物中,燃烧后棉织物结构依然保持完整,拉曼光谱测试(Raman)表明阻燃后的炭层微晶尺寸变小,炭层质量提高,这说明阻燃剂PSD-Si与TCT-Si有利的提高了棉织物的热稳定性与成炭性,进而提高了棉织物的阻燃性。通过改进阻燃整理工艺,对阻燃剂PSD-Si与TCT-Si的耐水洗性进行了分析研究。水洗测试表明,二者水洗后均有一定的耐久性,5次水洗后氧指数仍然能够达到26.0%;全反射红外测试表明,经过多次水洗,依然有部分阻燃剂存在与棉织物中,说明阻燃剂与棉织物发生了一定的化学交联;TGA与MCC表明,阻燃棉织物经过50水洗后,依然具有较高的热稳定性,同时能够有效降低热量的释放;扫描电镜测试与拉曼光谱测试表明,经过多次水洗,棉织物上依然有部分阻燃剂存在,说明该部分阻燃剂与棉织物发生了化学交联,且燃烧后棉织物残炭结构保持完整,炭层质量提高,证明阻燃剂PSDSi与TCT-Si具有一定的耐久性。经过50次水洗后,经过TCT-Si整理的棉织物阻燃性要高于经过PSD-Si整理的棉织物,综上所述,阻燃剂含有越多的活性基团,阻燃剂能够与棉织物发生更多的化学交联反应,更多的接枝到棉织物中,从而提高了棉织物的耐久性与阻燃性。