化纤织物引燃条件研究

 摘要：为了考查不同引火源对涤纶的引燃能力，本文选取了三种引火源，测量不同距离和不同层数条件情况下涤纶表面温度，观察涤纶被引燃的情况。实验结果显示，以电焊渣为引火源时，涤纶表面的最高温度可以达到300℃，涤纶容易被引燃，出现明火；以电熨斗为引火源时，涤纶表面最高温度可以达到170℃，涤纶表面出现碳化变形熔融等现象；以电炉子为引火源时，涤纶表面温度最高可以达到200℃，涤纶表面出现熔融滴落现象。实验结果表明，电焊机电压越大，涤纶距离电焊机越近，涤纶越容易被引燃；电熨斗的功率越大，电熨斗温控装置被破坏以及电熨斗在220V电压下工作时，涤纶越容易被引燃；电炉子与涤纶距离越近，电炉子处于使用状态，涤纶越容易被引燃。本论文的结果可为调查以涤纶为起火物的火灾提供参考。对火调教学工作提供可靠数据资源。

关键词： 涤纶； 引火源； 引燃条件

Study on the Ignition Condition of the Polyester Fiber

Abstract: In order to check the different ignition conditions of the polyester fiber on different ignition sources, the polyester fiber was used to experimentalize on three different ignition conditions. At last, the ranging temperature of the polyester fiber in different conditions and the phenomenon of the experiment were gotten. The results show that the different highest temperature of the polyester fiber can be reached with different ignition sources. From the data, the relationship of ignition condition of the polyester fiber and three ignition sources were elicited. The results demonstrated that the larger potential of electroslag welding, the smaller distance between electroslag welding and the polyester fiber, the larger horsepower of electric iron is, the easilier it was ignited. If the temperature controller of the electric iron is broken, the ignition capability of the polyester fiber is stronger. What’s more, the smaller distance between electric furnace and chemical fiber is, the chemical fiber will be ignited easilier. The results of this passage provide useful resources for fire investigation, which is meaningful for our future work and teaching assignment.

Keywords: the polyester fiber; ignition condition; ignition sources

目录

涤纶的引燃条件研究 I
Abstract II
目录 III
1 绪论 1
1.1 涤纶的特点 1
1.2 涤纶的分类 2
1.3 涤纶的用途以及发展方向 2
1.4 研究的背景以及意义 3
2 实验部分 5
2.1 实验材料及设备 5
2.2 实验过程 5
2.2.1 电焊渣引燃涤纶的实验 5
2.2.2 电熨斗引燃涤纶的实验 5
2.2.3 电炉子引燃涤纶的实验 5
3 实验结果 6
3.1 电焊渣对涤纶的引燃能力 6
3.1.1 涤纶与三角铁距离不同引燃涤纶的能力 6
3.1.1.1 涤纶距离三角铁1 cm 6
3.1.1.2 涤纶距离三角铁2 cm 6
3.1.1.3 涤纶距离三角铁3 cm 7
3.1.2 不同档位的电焊机引燃涤纶的能力 8
3.1.2.1 二档电焊机 8
3.1.2.2 四档电焊机 8
3.1.2.3 六档电焊机 8
3.1.2.4 不同档位的电焊机引燃情况 9
3.2 电熨斗对涤纶的引燃能力 11
3.2.1 不同功能的电熨斗引燃涤纶的能力 11
3.2.1.1 700W有温控装置的电熨斗 11
3.2.1.2 没有温控装置的700W电熨斗 11
3.2.1.3 700W的蒸汽式电熨斗 12
3.2.1.4不同功能的电熨斗引燃情况 13
3.2.2 不同功率电熨斗引燃涤纶的能力 15
3.2.2.1 500W有温控装置的电熨斗 15
3.2.2.2 750W有温控装置的电熨斗 15
3.2.2.3 不同功率的电熨斗引燃情况 16
3.2.3 不同电压下的电熨斗引燃涤纶的能力 17
3.2.3.1 220V电压 17
3.2.3.2 380V电压 18
3.2.3.3 不同电压下工作的电熨斗引燃情况 18
3.2.4电熨斗与涤纶距离不同引燃涤纶的能力 19
3.2.4.1距离2 cm 19
3.2.4.2 直接接触 20
3.2.4.3 不同距离引燃涤纶情况 21
3.3 电炉子对涤纶的引燃能力 22
3.3.1 不同距离引燃涤纶能力 22
3.3.1.1 距离电炉子1 cm 22
3.3.1.2 距离电炉子2CM 22
3.3.1.3 不同距离引燃情况 23
3.3.2 不同使用状态 24
3.3.2.1 干烧状态的电炉子 24
3.3.2.2 使用状态的电炉子 25
3.3.2.3 不同使用状态的电炉子引燃情况 26
4 结果分析与讨论 27
4.1不同引火源引燃能力 27
4.1.1相同距离相同层数 27
4.2 不同引火条件引火源的引燃能力 28
4.2.1不同距离 28
4.3 不同功率的电熨斗引燃能力 29
4.4 不同功能的电熨斗引燃能力 29
4.5 不同使用状态的电炉子引燃涤纶的能力 29
4.6 不同电压的电焊机引燃涤纶的能力 30
5 结论 32
参考文献 33
致　谢 34

1 绪论
涤纶是现代科技进步的产物之一,在生活中涤纶的用途很广，大量用于制造衣着和工业中制品。涤纶具有极优良的定形性能。涤纶纱线或织物经过定形后生成的平挺蓬松形态或褶裥等，在使用中经多次洗涤，仍能经久不变,所以涤纶在人们生活中扮演着重要的角色。[8]
但是涤纶同时又具有一定的火灾危险性,据测定, 在相对湿度30%的条件下, 棉布的表面电阻为1012 Ω, 而尼龙则达1012-1015Ω。因此, 这么高电阻率的化学纤维. 在与人体或其他物体接触而摩擦时， 就会产生并积聚大量的静电荷,形成很高的静电压以致产生闪烁的火花而造成危害。[11]一般而言, 同等湿度条件下, 化学纤维产生的静电是棉布衣料的十多倍, 如此高的静电压, 是很容易造成静电放电的。在一般的工作环境中, 穿着化纤衣服上班, 是不会有什么危险的。但在特殊的工作环境中, 尤其是易燃易爆场所, 应切忌穿着化纤衣服。否则, 极易引进火灾爆炸事故。[4]

1.1 涤纶的特点
（1）涤纶织物具有较高的强度与弹性恢复能力，因此，其坚牢耐用、抗皱免烫。
（2）涤纶织物吸湿性较好，夏季穿着透气吸汗，同时冬季易带静电、影响舒适性。不过洗后极易干燥，且湿强几乎不下降，不变形，有良好的洗可穿性能。
（3）涤纶是合纤织物中耐热性最好的面料，具有热塑性，可制做百褶裙，褶裥持久。
（4）涤纶织物的耐光性较好，除比腈纶差外，其耐晒能力胜过天然纤维织物。尤其是在玻璃后面的耐晒能力很好，几乎与腈纶不相上下。
（5）涤纶织物耐各种化学品性能良好。酸、碱对其破坏程度都不大，同时不怕霉菌，不怕虫蛀。[8]
1.2 涤纶的分类
涤纶的大类品种有短纤维、拉伸丝、变形丝、装饰用长丝、工业用长丝以及各种差别化纤维。
(一)涤纶短纤维：
1.按物理性能区分：高强低伸型、中强中伸型、低强中伸型、高模量型、高强高模量型
2.按后加工要求区分：棉型、毛型、麻型、丝型
3.按用途区分：服装用、絮棉用、装饰用、工业用
4.按功能区分：阳离子可染、吸湿、阻燃、有色、抗起球、抗静电
5.按纤维截面区分：异型丝、中空丝。
(二)涤纶长丝：
1.初生丝：未拉伸丝（常规纺丝）（UDY）、半预取向丝（中速纺丝）（MOY）、预取向丝（高速纺丝）（POY）、高取向丝（超高速纺丝）（HOY）
2.拉伸丝：拉伸丝（低速拉伸丝）（DY）、全拉伸丝（纺丝拉伸一步法）（FDY）、全取丝（纺丝一步法）（FOY）
3.变形丝：常规变形丝（DY）、拉伸变形丝（DTY）、空气变形丝（ATY）。[4]
1.3 涤纶的用途以及发展方向
涤纶的用途很广，大量用于制造衣着和工业中制品。
随着科技的发展，化纤的品种以及研发越来越实用。例如一些新型化纤就是指当纤维所处环境发生变化时, 纤维的形状、温度、颜色和渗透速率等随之发生敏锐响应、即产生突变化的纤维, 如因光敏、热敏而自动调温、自动变色、智能防护等纤维。[10]
另外对于火灾有意义的研究就是越来越多的人开始研发阻燃化纤。阻燃涤纶因具有永久阻燃性，应用范围很广，除了产业用纺织品、建筑内装饰、交通工具内装饰等发挥无可替代的作用外，还在防护服领域内发挥着不少的作用。根据阻燃防护服国家标准规定，冶金、林业、化工、石油、消防等部门应使用阻燃防护服。中国应使用阻燃防护服的人数在百万以上，阻燃防护服市场潜力巨大。除了纯阻燃涤纶外，可根据用户的特殊要求，生产阻燃、防水、拒油、抗静电等多功能系列产品。如对阻燃涤纶织物进行防水、拒油整理，可提高阻燃服的功能性；采用阻燃涤纶与导电纤维交织以生产抗静电的阻燃织物；利用阻燃纤维与高性能纤维进行混纺交织，可生产高性能阻燃织物；采用阻燃纤维与棉、粘胶等纤维混纺，以改善防护服的舒适性，同时减少二次烧伤。[5]
1.4 研究的背景以及意义
常见织物厚度小，比表面积大，低强度火焰便能引燃，火焰传播速率快，而且与人体直接、紧密接触[14]。因而织物燃烧是引起火灾、致人死亡的主要原因。[3]
对于常见织物的火灾危险性的研究是很有意义的，对于常见织物中，涤纶很具有代表性，是人们生活中常用的一类织物。国内外学者对涤纶的燃烧特性也做了很多方面的研究。
有的学者研究通风系统在化纤引燃过程中的影响。通风系统常常仅设置较为简单的初效过滤装置，因此生产加工过程中产生的悬浮在管道中沉积了较多的聚积物，对室内环境污染和火灾安全可能构成一定隐患。为此，对某化纤通排风系统中的聚积物进行现场采样，通过聚积物的粒度分布测定、自然状态下的燃点参数测定元素分析等实验对系统中聚积物的聚积特性和燃烧特性进行分析，进一步明确通风系统火灾发生的影响因素，为现代工业建筑防火防灾的预测评价、动力学模拟及防排烟设计等提供参考。[6]
国内外有许多专家学者研究过涤纶的燃烧特性，有一大部分使用锥形量热仪[13]对化纤的引燃特性进行了研究。[9]使用锥形量热仪测定了棉、麻、丝、毛、腈纶、锦纶6、涤纶7种织物的燃烧性能，[2]得到了各种织物燃烧时的热释放速率、CO释放速率、氧气消耗速率随时间变化的关系及烟雾释放总量。并且分析各类织物的释放速率、CO和CO产生量、氧气消耗速率、释放烟雾量的差异。分别在使用和不使用点火器条件下对织物样品进行热辐射引燃试验。点火器为10 kV电弧点火器。实验结果表明。在相同条件下．4种试样的引燃危险性按化纤、麻绒、棉麻和棹加丝的顺序依次减小。可见涤纶的火灾危险性很大。[1].[16]
也有学者做过涤纶的热重分析，通过差热扫描量热法对天丝纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、芳纶纤维4 种化学纤维的差热扫描量热法对热性能进行分析。选择天丝纤维、涤纶纤维、丙纶纤维及芳纶纤维为研究对象，其中，天丝纤维为纤维素纤维，属人造纤维，而其他3种均为合成纤维。采用热重分析仪以及差热扫描量热仪对4 种化学纤维的热性能进行试样分析，分析纤维在升温过程中的变化规律以及在高温下的降解规律。[8]
根据国标电气火灾模拟试验技术规程,5 次试验至少有一次引起可燃物燃烧（含阴燃）, 能引起可燃物燃烧能引起可燃物。5 次试验均未引起可燃物燃烧但至少有一次可燃物被电弧或电火花损伤，或者可燃物碳化、冒烟、烧焦、熔融,实验节股票记录为 “损伤”、“碳化”、“冒烟”、“烧焦”、“熔融”。 5 次试验可燃物无异常变化，实验结果记录为可燃物无异常变化
然而对于常见引火源引燃涤纶过程中，涤纶表面温度变化的数据资料较少。所以本文旨在研究涤纶引燃过程中温度变化，为涤纶在何种情况下能被引燃提供资料依据。
本研究采取实验设计的方法，[13]选取三种引火源-电焊渣，电熨斗，电炉子。改变三种引火源的状态及条件，比如改变涤纶距离引火源的距离，改变涤纶的层数等。用点温仪记录实验过程中的涤纶表面的温度变化。分析实验结果得出某种引火源在某种条件下能否引燃涤纶，引燃涤纶过程中涤纶表面能够达到的最高温度。在火灾调查中，如果知道某种条件下能否引燃涤纶，就可以知道发生火灾之前的环境条件是否可以引燃涤纶，就可以判定是否是由于某种引火源引燃涤纶而导致火灾的发生。所以此论文为火灾调查提供数据资源，对火灾调查具有重要的现实意义。