阻燃剂的介绍(二)

来源:中颜网    日期: 2020-11-25 10:41:37    浏览次数:440

应用


1.棉织物的阻燃整理
棉织物的阻燃整理发展很快,目前国内比较成熟,阻燃剂基本可以工业化生产纯棉耐久性阻燃整理,大体有下列三种方法﹕
A﹒Proban/氨熏工艺,Proban法是英国Wilson公司首先用于工业化生产,传统的Proban法是阻燃剂THPC(四羟甲基氯化氨)浸轧后焙烘工艺,改良的方法是Proban/氨熏工艺,工艺流程为﹕浸轧阻燃整理→烘干→氨熏→氧化→水洗→烘干。国内已有北京光华、江阴印染厂、鞍山棉纺印染厂等引进国外的助剂和设备进行生产。这是公认的阻燃效果好、织物降强小、手感影响少的工艺。但由于设备问题限制了其推广。
B﹒PyrovatexCP整理工艺。国内已有上海农药厂、常州化工研究所、天津合材所、华东理工大学、青岛纺织服装学院等单位生产该助剂。产品的阻燃性能较好,耐久性好,可耐家庭洗涤50次甚至200次以上,手感良好,但强力降低稍大。国内使用该类阻燃剂的厂家有二、三十家。
纯棉暂时性、半耐久性阻燃整理——电热毯、墙布、沙发布等织物的阻燃耐洗次数要求不是很高,这类产品做暂时性或半耐久性阻燃整理即可。即能耐1~15次温水洗涤,但不耐皂洗。主要有硼砂~硼酸工艺、磷酸氢二铵工艺、磷胺工艺、双氰胺工艺等。上述工艺应用在纯棉织物上工业化生产的不多。青岛大学纺织服装学院的SFR-203属半耐久性阻燃整理剂。
2.毛织物的阻燃整理
羊毛具有较高的回潮率和含氨量,故有较好的天然阻燃性,但若要求更高的标准,则需进行阻燃整理。最早的羊毛阻燃整理是采用硼砂硼酸溶液浸渍法,产品用于飞机上的装饰用布。这种方法阻燃效果良好,但不耐水洗。60年代后采用THPC处理,耐洗性较好,但工序繁复,手感粗糙,失去了毛织物的品格。国际羊毛局研究的方法是采用钛、锆和羟基酸的络合物对羊毛织物整理,获得满意的阻燃效果,且不影响羊毛的手感,故得到普遍采用。主要有钛、锆、钨等金属络合整理剂。80年代后期以来,国内有几个单位研究开发毛用阻燃剂及整理工艺,获得了满意的结果。天津合成材料研究所研制了复合型WFR-866系列阻燃剂,一种为WFR-866F(以氟的络合物为主要成份),一种为WFR-866B(以含溴羟基酸为主要成份)。天津仁立毛纺厂、北京制呢厂、北京毛纺厂均采用庐阻燃剂处理精、粗纺产品。青岛大学纺织服装学院研制了SFW系列毛用阻燃剂,与济宁毛纺厂、潍坊第二毛纺厂合作开发纯毛阻燃产品,产品阻燃性能达到和超过了国内外同类产品水平。
纯毛阻燃织物主要应用于飞机舱内、高级宾馆等地毯、窗帘、贴墙材料等。
3.涤纶织物的阻燃整理
涤纶织物的阻燃整理到目前为止,还没有找到一种适宜的理想阻燃剂。三磷酸酯(2、3-二溴丙基)(TDBPP)对涤纶阻燃有一定效果,但有致癌作用。美国莫倍尔公司(Mobilchemco)推出一种Antiblaze19T阻燃剂,适于100%涤纶织物,效果较好,毒性不大。国内常州化工研究所制造的FRC-1即属同类产品,常州针织总厂、上海针织厂用该阻燃剂生产纯涤纶针织品。此外对含溴、锑化合物的整理剂如十溴联苯醚、六溴环十二烷、三氧化二锑、五氧化二锑等都进行了研究,在工作液中添加粘合剂,将阻燃剂粘合于织物上。
但总的来说,整理织物阻燃性尚可,但手感硬,有白霜现象、色变等,整理液的稳定性也不好。主要原因是阻燃剂粒度大,易聚沉,且对纤维吸附性差。据国外介绍,粒子大小在15~20nm,则阻燃效果可提高3倍,手感柔软,耐洗性也好。国内对涤纶织物进行研究的有﹕常州化工研究所、常州针织总厂、常熟纬编总厂、辽宁市经编厂、中国纺织大学、青大纺织服装学院、石家庄纺织经编厂等。

隐形守护神


阻燃剂主要应用在交通运输、电子电气设备、家具以及建筑材料领域。添加阻燃剂并不能让材料获得完全抵抗烈火的能力,不过它依然可以减少火灾发生,并为身陷火场的人们赢得宝贵的逃生时间。在起火的空间中,由于易燃气体和热量的聚集,可能会发生“闪燃”现象——各种易燃物质都在1~2秒时间内同时起火。而阻燃剂的出现,可以有效避免这种情况。以塑料外壳的阴极射线管电视为例,假如它没有经过阻燃处理,在起火时留给人们的逃离时间少于2分钟,而在阻燃剂的帮助下,逃离时间可以提升至30分钟以上。
阻燃剂在防火安全中的作用已经得到了证实。据欧盟委员会评估,过去10年中阻燃剂的使用使欧洲的火灾死亡人数减少了20%。2009年由英国政府进行的Greenstreet Berman研究表明,自《家具与室内陈设消防安全法规》颁布后,在2002年至2007年间,火灾死亡案例年均减少54例,非致命烧伤案年均减少780例,火灾事故年均减少1065例,而家具的防火处理也离不开阻燃剂 。

警惕危害


在阻燃剂当中,溴系阻燃剂是应用最广泛的一种,同时围绕着它也产生了种种争议 。
一篇题为《有毒阻燃剂阴影逼向中国》的文章引起各方关注。该文介绍,阻燃剂十溴二苯醚可能正在威胁人类健康;一些欧美国家已禁止或限制使用溴系阻燃剂,而中国正成为溴系阻燃剂在世界范围内增长最快的国家。那么,究竟什么是十溴二苯醚?它会给人体带来怎样的危害?请看——
人体十溴联苯醚水平已增长百倍
通过长期的对比研究,美国学者发现在同一人群中,体内十溴联苯醚同系物含量在逐年增加;在人类应用十溴联苯醚的30年内,十溴联苯醚在人体内的水平已经增长了100多倍。
最为重要的是,美国学者在母亲和婴儿的血液中检测到6种十溴联苯醚的同系物。母亲血液中总十溴联苯醚含量为15~580ng/kg,婴儿血液中为14~460ng/kg,与母亲相差不大。由此推测,十溴联苯醚可以通过胎盘屏障和乳汁输送给新生儿。普通人体内十溴联苯醚的浓度范围是1~400ng/g脂肪,在高风险电子垃圾区的工人体内,十溴联苯醚最高达3436.3ng/g。
这些数据表明,十溴联苯醚在人体内的蓄积量有加速上升的倾向,这自然会引起科学界的高度关注。
什么是多溴联苯醚
多溴联苯醚的英文名为Poly Brominated Diphenyl Ethers(简称PBDEs),有四溴联苯醚、五溴、六溴、八溴、十溴等209种同系物。其商品多溴联苯醚是一组溴原子数不同的联苯醚混合物,因此被总称为多溴联苯醚。
多溴联苯醚的最大用途是作为阻燃剂,在产品制造过程中添加到复合材料中去,以提高产品的防火性能。因为多溴联苯醚可在高温状态下释放自由基,阻断燃烧反应。其中十溴联苯醚(PBDE-209)是多溴联苯醚家族中含溴原子数最多的一种化合物,由于它价格低廉,性能优越,急性毒性在所有溴联苯醚中最低,所以在全球范围内使用最广,如用于各种电子电器和自动控制设备、建材、纺织品、家具等产品中。
说起多溴联苯醚,多数人并不熟悉,但对等多氯苯及其衍生物多氯联苯却并不陌生。多年前,由于国际社会公认多氯联苯在环境中的残留周期特别长,能在生物及人类脂肪组织中蓄积,不仅各国纷纷禁用六六六、DDT,而且制定了非常严格的食品有机氯允许含量标准。多溴联苯醚恰恰与它们有着很多相似之处,只是因为多溴联苯醚的应用较晚,因此,人们对它的了解要比多氯联苯晚了半个世纪。
急性毒性很低多溴联苯醚为淡黄色、无特殊气味的粉末状物质,对皮肤无刺激作用。其急性毒性很低,大鼠经口半数致死剂量(LD50)高达5800~7400mg/kg。原型物质进入胃肠道后基本上不被吸收,最终由粪便排出。
慢性毒性很多
1.发育毒性。研究表明,由于幼年动物排泄多溴联苯醚的能力低,会造成幼体多溴联苯醚浓度过高而导致组织(包括脑)损伤。胎儿和婴儿在出生前后接触多溴联苯醚,会引起持久性的行为改变。给孕期大鼠持续管饲多溴联苯醚后,可发现胎鼠后肢畸形。
2.干扰内分泌功能。研究还发现,多溴联苯醚能扰乱成年期和发育期哺乳动物的甲状腺系统,使T4代谢紊乱。
3.生殖毒性。低剂量的多溴联苯醚染毒雄性小鼠的精子和精原细胞数量下降。
4.可能致癌。给大鼠染毒1200~2500mg/kg连续20周,肝脏和胰腺的腺瘤发生率增加。
可污染食物链除了生产厂家以粉尘的方式向周围环境排放外,多溴联苯醚污染环境的主要途径是对于含多溴联苯醚的电子垃圾进行焚烧、粉碎和掩埋处理等。由于多溴联苯醚在环境中相当稳定,难以降解,所以,土壤里的残留量逐年增加。而且多溴联苯醚不溶于水,易溶于脂肪,所以,容易被动物吸收而在食物链中逐渐富集。
接触多溴联苯醚的途径
直接接触能直接接触多溴联苯醚的主要是生产工人,每日接触到的多溴联苯醚粉尘绝大多数被排出体外。但逐日积累,体内储积量会逐渐增多。
经食物获得大气、水体、土壤中痕量的多溴联苯醚可通过食物链最终进入人类的食物。所以,多数人接触多溴联苯醚的方式是通过食物获得。
怎样减少阻燃剂的危害
中国对多溴联苯醚的研究尚处于初级阶段,对污染的底数、人体的蓄积状况也不十分了解,需要进行大规模的摸底调查。敏感人群,如孕妇、发育中的胎儿和婴儿等,要想把阻燃剂的危害控制在尽可能低的水平,建议采取以下措施:
▲进行持久的科普宣传,提高公众对多溴联苯醚这个重大隐患的自觉防范意识。
▲为孕产妇和婴儿提供合格的安全食品。
▲直接接触多溴联苯醚的工人应特别注意饮食安全,不要在露天和污染的环境中吃饭,饭前一定要认真洗手。
▲开发环保阻燃材料,以替代多溴联苯醚。
剂量
溴系阻燃剂对健康造成影响的数据主要来自动物实验。在实验动物当中,一些阻燃剂对肝脏、神经、免疫、内分泌系统等造成了影响。不过,出现这些效益的剂量往往远高于环境中的阻燃剂含量



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