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Erschienen in: Cellulose 15/2020

04.08.2020 | Original Research

Durable flame retardant cotton fabrics modified with a novel silicon–phosphorus–nitrogen synergistic flame retardant

verfasst von: Jian Liu, Chaohong Dong, Zheng Zhang, Heng Sun, Dezheng Kong, Zhou Lu

Erschienen in: Cellulose | Ausgabe 15/2020

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Abstract

A new silicon–phosphorus–nitrogen flame retardant, di-(trimethoxysilylpropyl) spirocyclic pentaerythritol bisphosphorate (SPDP-PTMS) was synthesized and the SPDP-PTMS treated cotton fabrics were prepared using sol–gel technology. The chemical structure of SPDP-PTMS was characterized by FT-IR and 1H NMR. The surface morphologies and elemental changes of SPDP-PTMS treated cotton fabrics and char residues were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometer. After treating with 500 g/L SPDP-PTMS, the LOI value reached 29.5% and maintained 26.2% after 20 washing times. The char length of cotton fabrics treated with 500 g/L SPDP-PTMS was 8.8 cm with no afterflame and afterglow in the vertical burning test. The thermal stability of SPDP-PTMS treated cotton fabrics was improved and measured by thermogravimetric (TG) analysis. In the cone calorimetry test, the peak heat release rate and total heat release decreased from 232.1 to 179.4 kW/m2 and from 6.5 to 4.5 MJ/m2, and the char residue reached 23.5%. Thermogravimetric analysis coupled with Fourier transform infrared analysis (TG-FTIR) results indicated that SPDP-PTMS treated cotton fabrics released nonflammable gases and less flammable gases than the untreated cotton fabrics. The analysis of the data proved that SPDP-PTMS might have a flame retardant effect by releasing non-flammable gases and forming a stable char layer.

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Literatur
Metadaten
Titel
Durable flame retardant cotton fabrics modified with a novel silicon–phosphorus–nitrogen synergistic flame retardant
verfasst von
Jian Liu
Chaohong Dong
Zheng Zhang
Heng Sun
Dezheng Kong
Zhou Lu
Publikationsdatum
04.08.2020
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Cellulose / Ausgabe 15/2020
Print ISSN: 0969-0239
Elektronische ISSN: 1572-882X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10570-020-03370-9

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