抗燃纖維

抗燃纖維是指具有抗燃性能的特種纖維 。這一類纖維在燃燒條件下能分解出不可燃氣體，使纖維轉化為穩定的化學結構。由於這些纖維分別具有三向交聯、金屬螯合或多環結構，在熱分解時需要的離解能極高，因此在火焰中難以燃燒，也不熔融,僅發生赤熱和炭化,纖維仍保持原形並具有一定的物理機械性能。它能在瞬間承受極高的温度，即使在氧濃度很高的環境中也難燃燒。極限氧指數一般都在30%以上。極限氧指數(L.O.I.)是維持纖維離開火源後仍能繼續燃燒的空氣中含氧最低克分子濃度。抗燃纖維大都不溶於各種溶劑中，分離時不放出有害氣體。抗燃纖維的抗燃性與難燃性有別。有一些阻燃纖維的原絲（如滌綸、錦綸和腈綸）本身是可燃的，只是通過加入某種阻燃劑，使其在燃燒過程中抑制遊離基反應或改變可燃物的熱分解機理，促進脱水碳化反應；有些則使分解而釋出的不可燃氣體覆蓋纖維表面，起隔絕空氣的作用，達到阻燃效果。然而這種阻燃效果是有限的，纖維在高温下仍能熔化，極限氧指數一般在26～30%。嚴格説來，這類纖維雖較難燃燒，但仍不屬於抗燃纖維，在火焰中可燃但不延燃，移開火源後具有自熄性。無機纖維如玻璃和金屬氧化物等纖維則屬不燃纖維。

高性能纖維一般指強度大於17.6cN/dtex，彈性模量在440cN/dtex以上的纖維。 高性能纖維是纖維科學和工程界開發的一批具有高強度、高模量、耐高温性的新一代合成纖維。高性能纖維具有普通纖維沒有的特殊性能，主要應用於軍工和高科技產業各個領域。

高性能纖維按性能可分為耐腐蝕性纖維、耐高温纖維、抗燃纖維、高強度高模量纖維、功能纖維和彈性體纖維等。 ^[1] 

①耐腐蝕纖維： 即含氟纖維。 有聚四氟乙烯纖維、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纖維、聚偏氯乙烯纖維、乙烯-三氟氯乙烯共聚纖維等。

②耐高温纖維：有聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、聚酰亞胺纖維、 聚苯碸酰胺纖維、聚酰胺酰亞胺纖維、聚苯並咪唑纖維等。

③抗燃纖維：有酚醛纖維、芳香族聚酰胺表面化學處理纖維、金屬螯合纖維、聚丙烯腈預氧化纖維等。

④高強度高模量纖維：有聚苯二甲酰對苯二胺纖維、 芳香族聚酰胺共聚纖維、雜環族聚酰胺纖維、碳纖維、石墨纖維、碳化硅纖維等。

⑤功能纖維：有中空纖維半透膜、活性碳纖維、超細纖維氈、吸油纖維氈、光導纖維、導電纖維等。

⑥彈性體纖維：有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纖維、 聚丙烯酸酯類纖維、聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維等。

高性能纖維具有普通纖維沒有的特殊性能，是一種優質的工程材料，其特性如下：

(1)極高的機械性能。高強度、高彈性模量。纖維材料的進步使得製造先進複合材料成為了可能。彈性模量是衡量材料的一個重要指標，如工程中常用的鋼纖維是200GPa，製造飛機的鈦合金是106GPa，鋁合金為71 GPa，而PPTA纖維的模量是132GPa，PBO纖維更高達280GPa。

(2)高性能纖維具有耐高温性，具有高温下尺寸穩定，熱收縮率很低，因此在耐熱防護材料上有特殊用途。

(3)高性能纖維的另一優點是密度低，有利於製品的輕量化。

(4)有機高性能纖維加工簡便，容易成型。

(5)有機和無機高性能纖維耐腐蝕。

抗燃纖維的缺點是耐光性和耐磨性較差。

抗燃纖維的製法有：

①製備體型結構的纖維，先把分子量較低的熱固性線型樹脂紡製成纖維，然後在催化劑和固化劑的作用下加熱固化，形成三向交聯，如酚醛、脲醛和三聚氰胺甲基等纖維。交聯度越高，纖維的抗燃性越好。現已工業化生產的有酚醛纖維，美國商品名為基諾爾Kynol，可以耐瞬間2500℃的高温火焰,絕緣性和隔音性良好。還可用以進一步製成碳氈、活性炭纖維和離子交換纖維。

②通過高温熱處理或表面變性處理，如將某些芳香族聚酰胺纖維（如聚間苯二甲酰間苯二胺及其共聚纖維）在高温下或同時含有鹵素或鹵化物的情況下進行化學變性處理，使纖維表面具有一層交聯結構或引入鹵素取代基而具備抗燃性。這種纖維可用作密封和防護材料。

③金屬螯合，對苯二甲酰氯與草酰雙脒腙的縮聚纖維(簡稱PTO纖維)或某些芳酰肼纖維,都可以與某些金屬離子螯合。螯合的金屬離子不同，纖維的顏色和極限氧指數也不相同。螯合度越高，彈性模量、熱穩定性和極限氧指數也越高。用鉛離子螯合的纖維不具有抗燃性，但具有耐輻射特性。

④在某些耐高温或有機高強度高模量纖維的芳環上引入鹵素或磷化物等取代基，或加入抗燃劑，也可以提高纖維的抗燃性。加入鹵素的抗燃性強弱順序為溴>氯>氟。

抗燃纖維主要用途是作防火耐熱服、簾子布、絕熱材料以及濾材等。 ^[2]