5月21日
阻燃功能纱线的制备是构筑高性能阻燃织物的关键基础,其技术体系贯穿纤维筛选、结构设计及纱线成形全过程。依据原料类型与结构构筑方式的差异,相关纺纱技术可归纳为 4 类:本征阻燃纤维材料纺纱、无机纤维材料与有机纤维材料混纺、本征阻燃纤维材料与有机纤维材料混纺,以及本征阻燃纤维材料与无机纤维材料混纺。

本征阻燃纤维纺纱技术
本征阻燃纤维LOI普遍高于28%,部分可达40%以上,且热分解温度较高。在纺纱工艺方面,本征阻燃纤维纺纱主要采用环锭纺、转杯纺、喷气纺及紧密纺等技术。DONG等通过共聚4,4-二氨基二苯基甲烷(MDA)与均苯四甲酸二酐-对苯二胺(PMDA-PDA),展示了一种基于干法纺丝技术制备的本征阻燃PI纤维,其强度达5.3 cN/dtex,LOI为39%,热释放速率仅14.1 kW/m²,具备自熄特性且低烟。
无机纤维材料与有机纤维材料混纺
无机纤维材料与有机纤维材料混纺旨在利用无机纤维材料的耐高温、热稳定性及成炭增强作用,提升整体结构的阻燃性能。该方法通常通过将无机纤维材料与有机纤维材料进行混纺、编织和复合包缠等技术构建兼具阻燃性与力学性能的纱线结构。GONG等以导电阻燃尼龙纱为芯、玄武岩长丝为鞘,通过编织工艺构建芯-鞘结构电子绳索,该绳索在200 ℃下传感灵敏度达0.231 kPa-1,循环稳定性超过3500次,实现阻燃防护与柔性传感功能的耦合。
本征阻燃纤维材料与有机纤维材料混纺
尽管单一本征阻燃纤维性能优异,但普遍存在模量高、刚度大、服用舒适性欠佳及成本高等问题。通过混纺技术引入常规有机纤维,可利用组分间的性能互补,在维持阻燃性的同时优化织物的柔软性、吸湿性与经济性。JAMSHAID等采用环锭纺工艺,将阻燃聚酯纤维与阻燃粘胶纤维以50/50比例进行混纺,结果表明该类混纺纱在阻燃性能与热湿舒适性之间取得良好平衡。在此基础上,FENG等通过改造细纱机,开发出一种具有“混色”结构的间位芳纶/棉混纺纱,芳纶在纱线截面中相对集中分布,从而在燃烧时形成连续的炭化阻隔层,显著提升了阻燃效率。
本征阻燃纤维材料与无机纤维材料混纺
本征阻燃纤维与无机纤维的混纺旨在充分发挥两类材料在极端环境下的协同优势:无机纤维具有优异的热稳定性、耐高温性和防辐射性能,但存在脆性大、刚性高、可纺性差及皮肤刺激性等问题;本征阻燃有机纤维虽具有较好的柔韧性与阻燃性,但在超高温、强辐射等极端条件下的耐受性仍不及无机纤维。针对上述难点,武汉纺织大学夏治刚教授团队提出了一种创新的纺纱工艺,成功制备出具有分级结构的玄武岩复合纱(Metayarn)。该技术将玄武岩长丝进行S向预加捻,形成双螺旋结构的芯层,避免脆性纤维在加捻过程中断裂;随后将阻燃粘胶长丝及由阻燃尼龙、间位芳纶、阻燃粘胶纤维组成的混合短纤条,以Z向螺旋包缠的方式紧密包裹于芯层表面。通过S捻与Z捻的配合,利用假捻原理使芯层自动退捻,获得无残余扭矩、结构稳定的复合纱线。该工艺实现了鞘层对芯层的完全包覆,纱线中玄武岩纤维含量可达40%,且表面无无机纤维裸露。独特的芯-鞘结构显著提升了材料的极限阻燃与防护性能,可满足航天服、消防服等极端环境用纺织品的严苛要求。
更多内容,请关注本刊2026年第3期《阻燃功能纱线的发展趋势》一文。
参考文献
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