图1.复合材料锥型量热数据图2.复合材料锥型量热曲线图图3.复合材料的热重红外联用分析数据
由于纤维具有很大的表面积和易燃性，因此纺织品着火很容易引起火灾。因此，随着人们的安全需求和消防条例的实施，阻燃纺织品受到广泛关注。藻酸盐（A）纤维是一种具有突出的阻燃性和生物相容性的生物聚合物。海藻酸盐纤维的阻燃性归因于二价或三价金属离子，如钙离子，钡离子，铜离子和锌离子。此外，金属离子可以通过接枝法提高纤维素纤维的阻燃性，通过形成更多的焦炭和更少的气体产物，可以影响纤维素纤维的热降解机理和热解行为。另外，海藻酸纤维还可以通过简单的混合方法提高棉织物的阻燃性能。
总后勤部军需装备研究所教授级高级工程师施楣梧少将与青岛大学夏延致教授课题组合作，通过海藻酸纤维掺入阻燃粘胶纤维熔融共混的方式制备阻燃粘胶纤维。 其中阻燃粘胶中的阻燃剂为二硫代焦磷酸盐（DDPS ）。图1是复合材料的锥型量热测试数据，图2是锥型量热曲线图，从图中可以看出，即使含有DDPS的阻燃剂，也很容易用10秒的点燃时间，相应的PHRR和THR分别为99.1 kW / m 2和7.8 MJ / m 2。但是，海藻可以显著增加FRV的TTI，例如，添加10%的海藻酸纤维后，复合材料的TTI可从10秒变为41s。随着添加到阻燃粘胶纤维中的藻酸盐含量的增加，TTI可以进一步提高，但是其变化变得缓慢。此外，PHRR和THR随藻酸盐含量的增加而减少。因此，阻燃粘胶纤维的阻燃性可以通过混入10%的海藻酸纤维来显著增强。
为了解释阻燃粘胶纤维通过掺入海藻酸纤维来有效提高阻燃性能的本质，通过TG-FTIR分析研究了复合材料的热降解机理。从图3（a-c）中可以看出，在FRV中加入藻酸盐并不能明显改变能带的吸收位置，但它们之间的吸收强度不同。图2（d）提供了总热解气体的强度与温度的关系。阻燃粘胶纤维的强度接近于海藻酸纤维的强度，但80阻燃粘胶纤维 /20 海藻酸纤维的强度低于阻燃粘胶纤维。从图2（d）和图2（e）中可以看出，对于海藻酸盐，主要分解产物是H 2 O（3500-3900和1300-1800cm -1）和CO 2（2368和687cm -1）。考虑到H 2 O和CO 2是不可燃的，锥形量热计测试期间海藻酸盐显示出不可燃性。从图2（f）可以看出，从240到600℃，80阻燃粘胶纤维 /20 海藻酸纤维的相应强度比阻燃粘胶纤维高。基于广泛使用的朗伯 - 比尔定律，一定波数处的谱带强度与气体浓度呈线性关系。因此，对于海藻酸纤维和阻燃粘胶纤维的复合材料，在燃烧期间可以获得更多的CO 2，其可以稀释可燃气体的浓度。通过这种方式，可以得到更高的TTI，更低的PHRR和THR，这和在锥形量热计测试中所讨论的相对应。
在本篇文章中，海藻酸盐纤维即使只有10wt％，也能有效抑制FRV纤维阻燃性的可燃性。该研究为进一步提高阻燃粘胶纤维的阻燃性提供了一条有效的途径，通过与海藻酸纤维的简单混合，为通过混合其他纤维提高纤维的阻燃性提供了新思路。
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