Созданию волокон пониженной горючести посвящено много работ. Для придания волокнам огнезащитных свойств применяются различные замедлители горения (ЗГ). В последнее время применяются многокомпонентные системы, содержащие одновременно несколько видов замедлителей горения (ЗГ). Такие так называемые гибридные составы обладают синергетическим эффектом за счет содержащихся в них ингибиторов процесса горения - фосфора и азота.

Ранее нами были выбраны ЗГ, определены температура и продолжительность модификации вискозных волокон [1] гибридными системами. В состав гибридных систем входили ЗГ пирофакс (ПФ), диамидометил- фосфонат (Т-2) и метазин (МТЗ), установлена следующая последовательность технологических операций: пропитка, термообработка, промывка, сушка. В данной работе исследовалось влияние состава модифицирующих систем на свойства вискозных волокон.

Зависимость содержания ЗГ на волокне от его состава, концентрации в модифицирующей ванне и стадии модификации.

Модифицирование вискозных волокон осуществлялось из водных ванн, содержащих 20 и 30% (масс.) смеси ЗГ, состоящей из Т-2, ПФ, МТЗ и фосфорной кислоты (ФК). Кроме того, что все компоненты модифицирующей ванны, содержащие фосфор и азот, оказывают влияние на процессы термоокислительной деструкции и горения волокна, метазин обеспечивает сохранность ЗГ на волокне, ФК играет роль катализатора, ускоряющего взаимодействие реакционноспособных групп ЗГ и волокна. На основании ранее проведённых исследований по сорбции ЗГ продолжительность пропитки раствором ЗГ 20%-ной концентрации составляла 60 с, 30%-ной - 30 с.

Количество сорбируемых замедлителей горения возрастает как с увеличением их содержания в ванне с 20 до 30% (масс.), так и с изменением соотношения метазина и фосфорной кислоты в её составе (рисунок). Потери массы при термической обработке и промывке меньше у волокон, подвергнутых модификации в ванне с большим содержанием МТЗ и ФК.

Эффективность взаимодействия (Э_в, %) ЗГ с вискозным волокном [2] определяли по формуле

где ω_ст, ω_пр - количество ЗГ, удержанное волокном после стирки и пропитки соответственно.

Увеличение содержания как МТЗ, так и ФК в модифицирующей ванне приводит к возрастанию эффективности взаимодействия и содержания ЗГ на волокне (табл.1). Причем одновременное увеличение содержания и МТЗ и ФК в ванне придает волокну большую устойчивость к мокрым обработкам и увеличение Э_в на 6-16%.

Поскольку модифицирование волокон осуществляется из водных ванн, а вискозное волокно гидрофильно, то естественно влияние условий модификации на деформационно-прочностные свойства волокна.

Исследованиями установлена взаимосвязь между соотношением компонентов в ванне и свойствами модифицированных волокон. После пропитки волокон модифицирующей ванной и сушки их прочность изменяется (табл.2), но способность к деформированию практически сохраняется. Однако отмечено, что для 20%-ной концентрации ЗГ в ванне одновременное увеличение содержания МТЗ и ФК в составе ЗГ в меньшей степени изменяет разрывную нагрузку.

Эффективность огнезащиты вискозных волокон оценивали по поведению материалов при поджигании на воздухе [4]. Волокна, содержащие более 24% ЗГ, не загораются на воздухе в течение 2 мин, вне пламени не горят, а потери массы связаны с процессом деструкции, в результате которого выделяются летучие продукты, не поддерживающие горения, и формируется объемный кокс (табл.3), что приводит к повышению кислородного индекса материала более 70% (об.). Таким образом, исследования показали возможность снижения пожарной опасности вискозных волокон, в результате чего разработанный материал следует отнести к классу трудносгораемых.

• Показана возможность модификации вискозного волокна гибридными системами, содержащими замедлители горения.
• Определено влияние замедлителей горения на физико-механические свойства волокон.
• Разработаны составы ванн и параметры модификации, обеспечивающие сорбционно-диффузионное взаимодействие замедлителя горения и волокна и получение материала с высоким кислородным индексом (более 70%).