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高强阻燃维纶及其应用 1施楣梧、2徐建军 （1军需装备研究所 北京 100010；2四川大学 成都 610065） 【摘要】在论述阻燃纺织品重要性、目前阻燃纤维现状及我国维纶产业现状的基础上，提 出了高强阻燃维纶的研发思路，利用高强维纶生产技术，基于所研发的维纶专用磷氮协效阻燃 剂的分子复合功能，以及超细分散和纺前注射技术，研发成功了兼具高强（7cN/dtex以上）和 阻燃（LOI29以上）性能的维纶；与间位芳纶有良好的协同效应，可部分取代间位芳纶，并对 解决国产阻燃粘胶纤维的强度偏低问题有积极作用。采用约 1/3高强阻燃维纶的阻燃面料，达 到以往一般非阻燃面料的强度水平。 【关键词】阻燃维纶高强纤维 阻燃面料 一、研究背景 火灾是指火源失去控制蔓延发展而给人民生命财产造成损失的一种灾害性燃烧现象。我国 每年发生 15～20万起火灾 （不含森林、草原、军队、矿井地下部分的火灾），造成生命财产的 巨大损失。据世界火灾统计中心及欧洲共同体研究测算，火灾直接损失占GDP的2‰，间接损 失占GDP的1%以上。 纺织品多数为易燃的高分子材料，且因纤维的比表面积远高于塑料和橡胶，故很容易将偶 尔产生的低能量火源蔓延成火灾。因此，多数国家均对纺织品提出了阻燃要求，我国国家标准 GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求及标识》规定了在公共场所使用的装饰 墙布（毡）、窗帘、帷幕、装饰包布（毡）、床罩、家具包布等织物的阻燃要求，日本等发达国 家还规定老人、婴幼儿使用的服装面料也应具备阻燃功能。 所谓阻燃，就是指当材料由低能量火源（如烟头、火柴、蜡烛、打火机等）引燃时，能够 阻止燃烧或延缓燃烧。目前国内外已商品化的阻燃纤维，或价格过于昂贵、或强度过低、或烟 雾有毒、或燃烧时有熔滴、或染色困难，尚缺乏阻燃性能和一般服用性能均佳的阻燃纤维。例 如芳纶、芳砜纶、PBI、PI、Kermel、PBO、PPS等，价格高昂、服用性差、多数染色困难，很 难在普通纺织品中广泛使用；阻燃涤纶价格较低但有熔滴和舒适性差使其仅能应用于低端装饰 织物；腈氯纶含卤素、烟气有毒且强度较低，虽然价格不高，但市场应用量并不大；国产阻燃 粘胶纤维强度仅2.1cN/dtex，而强度为2.4～2.7cN/dtex的奥地利兰精公司生产的阻燃粘胶纤 维，售价是国产阻燃粘胶纤维的一倍。因此，特别是对于作为阻燃防护服装面料所需的阻燃纤 维，强度偏低和价格过高，是导致员工阻燃防护服装配备不符合防护要求的主要原因，影响了 对在高温易燃环境中工作的职业人员的劳动保护效果。 因此，社会迫切需要一种力学性能优异，强度至少达到非阻燃普通纤维水平、价格适中， 满足无卤、低烟、无毒、无熔滴、环保等特性的新型阻燃纤维。 二、维纶行业现状 维纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的简称。1924年德国化学家W.O海尔曼（W.O.Herrmann）和H. 汉涅（H.Haehnel）率先合成出了聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，缩写为PVA），不久纺制成纤 维。由于PVA纤维具有水溶性，不能作普通的服用纤维。其后日本化学家樱田一郎和朝鲜化学 家李升基通过对PVA纤维热处理和缩甲醛化改性成功获得了耐热水性良好的维纶。维纶于1950 年在日本率先实现了工业化生产。目前维纶的主要生产国家有中国、日本、朝鲜。 1963年8月我国从日本可乐丽公司引进 10000t/a的维纶成套生产装置，在北京顺义县牛 栏山建设北京维尼纶厂，1965年投产。1980年前我国先后建成 14个维尼纶厂，但普通维纶的 强度约在4.5cN/dtex左右，并因维纶的着色鲜艳度和面料的抗皱性不及涤纶，故随着涤纶的大 量生产。普通维纶的市场份额有明显的衰减，一些维纶厂专为以生产水溶性维纶用于伴纺提高 纱支、或生产高强高模PVA纤维应用于水泥增强，但不耐热水、不符合染整湿热加工的要求。 目前PVA类纤维的生产企业主要有中石化四川维尼纶厂（川维）、福建纺织化纤集团有限公司（福 纺纤）、安徽皖维高新材料股份有限公司（皖维）、兰州维尼纶集团有限责任公司（兰维）、湖南 省湘维有限公司（湘维）等五家国有企业，以及后来发展起来的福建永安市宝华林实业发展有 限公司、及由大豆蛋白纤维转产的浙江绍兴蛋白纤维有限公司、上海全宇遂平生物科技有限公 司等三家民营公司。此外，部分企业还有造币专用纤维、电池隔膜纤维以及采用溶剂纺的高强 PVA纤维和水溶维纶等新品种。