Analytical Assessment of the Thermal Decomposition of Cotton-Modacryl Knitted Fabrics

Grgac, S. F.; Bischof, S.; Pušić, T.; Petrinić, I.; Luxbacher, T.

doi:10.5604/01.3001.0010.5372

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Analytical Assessment of the Thermal Decomposition of Cotton-Modacryl Knitted Fabrics

Autorzy

Grgac S. F. , Bischof S. , Pušić T. , Petrinić I. , Luxbacher T.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

10_grgac_bishof_pusic_petrinic_luxbacher_fibres_2017_6.pdf

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.5372

Warianty tytułu

Analityczna ocena rozkładu termicznego dzianin bawełniano-modakrylowych

Języki publikacji

Abstrakty

Fabric flammability is affected by various factors such as the fibre composition, fabric construction, FR (flame retardant) finish, oxygen concentration and environmental conditions (moisture content, heat.). Inherently FR fabrics are synthetics which have been changed at the molecular level to make the fabrics thermally stable and able to pass FR tests.The thermal properties of knitted fabrics produced from cotton, modacryl and their blends were investigated in this paper. The design of FR knitted fabrics and an optimal blend ratio were evaluated by different thermoanalytical methods: the flame behaviour and thermal stability with the limited oxygen index (LOI), thermal gravimetric analysis (TGA),coupled thermal gravimetry - Fourier transform infrared technique (TG-FTIR) and microscale combustion calorimetry (MCC). Surface characterisation of the knitted fabrics designed was evaluated by the streaming potential method. Knitted fabric in the blend ratio C50:M50 proved to possess the most favourable FR characteristics, additionally confirmed by optimal hydrophilic properties evaluated through zeta potential measurement.

Na palność wyrobu mają wpływ różne czynniki, takie jak skład włókien, budowa wyrobu, wykończenie nadające mniejszą palność, stężenie tlenu i warunki środowiskowe (zawartość wilgoci, ciepło). Wyroby o zmniejszonej palności są syntetykami, które zostały zmodyfikowane na poziomie molekularnym, tak aby uczynić z nich wyroby stabilne termicznie, które mogą pomyślnie przejść testy palności. W pracy badano właściwości cieplne dzianin wytwarzanych z bawełny, modakrylu i ich mieszanek. Optymalny stosunek mieszanki oceniono różnymi metodami termoanalitycznymi tj.: zachowanie płomienia i stabilność termiczna z ograniczonym wskaźnikiem tlenu (LOI), termiczna analiza grawimetryczna (TGA), sprzężona grawimetria cieplna - technika podczerwieni z transformatą Fouriera (TG -FTIR) i mikroskopowa kalorymetrii spalania (MCC). Charakterystykę powierzchni dzianin oceniono metodą potencjału strumieniowego. Dzianiny o stosunku mieszania C50:M50 okazały się posiadać najbardziej korzystne cechy zmniejszonej palności, dodatkowo potwierdzone optymalnymi właściwościami hydrofilowymi ocenianymi za pomocą pomiaru potencjału zeta.

Słowa kluczowe

knitted fabric modacryl blend cotton blend thermal decomposition flame retardancy zeta potential

trykot mieszanka modakryl-bawełna rozkład termiczny właściwości cieplne dzianin potencjał zeta

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny

Czasopismo

Fibres & Textiles in Eastern Europe

Rocznik

2017

Tom

Vol. 25, no. 6 (126)

Strony

59--67

Opis fizyczny

Bibliogr. 35 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Grgac S. F.

University of Zagreb, Faculty of Textile Technology, Prilaz baruna Filipovića 28a, 10000 Zagreb, Croatia

autor

Bischof S.

sbischof@ttf.hr

University of Zagreb, Faculty of Textile Technology, Prilaz baruna Filipovića 28a, 10000 Zagreb, Croatia

autor

Pušić T.

University of Zagreb, Faculty of Textile Technology, Prilaz baruna Filipovića 28a, 10000 Zagreb, Croatia

autor

Petrinić I.

University of Maribor, Faculty of Chemistry and Chemical Engineering, Smetanova 17, 2000 Maribor, Slovenia

autor

Luxbacher T.

Anton Paar GmbH, Anton-Paar-Str. 20, 8504 Graz, Austria

Bibliografia

1. Mikučioniene D, Milašiute L, Baltušnikaite J, et al. Influence of Plain Knits Structure on Flammability and Air Permeability. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 5 (94): 66-69.
2. Weil ED, Levchik SV. Flame Retardants in Commercial Use or Development for Textiles. J. Fire Sci. 2008;26(3):243-281., DOI: 10.1177/0734904108089485
3. Chapple S, Anandjiwala R. Flammability of Natural Fiber: Reinforced Composites and Strategies for Fire Retardancy: A Review. J. Thermoplast. Compos. Mater. 2010; 23(6) :871–893.
4. Tsai JS. The effect of flame retardants on the properties of acrylic and modacrylic fibers. J. Mater. Sci. 1993; 28(5):1161–7.
5. Mard HH, Hamalainen C, Cooper AS, Harper RJ, Reeves WA. Book of Papers, National Technical Conference of AATCC 1974; 126.
6. Horrocks AR, Hall ME, Roberts D. Environmental consequences of using flame-retardant textiles – a simple life cycle analytical model. Fire Mater. 1997; 21: 229-234.
7. Horrocks AR. Flame retardant finishing of textiles. Rev. Prog. Color. Relat. Top. 1986;16:62-101.
8. Horrocks AR, Kandola BK., Davies PJ., et al. Development in flame retardants textile- A review. Polym. Degrad. Stab. 2005;88(1):3-12.
9. Horrocks AR. Flame retardant challenges for textiles and fibres: New chemistry versus innovatory solutions. Polym. Degrad. Stab. 2011; 96(3): 377-392., DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2010.03.036
10. Yang CQ, He Q, Lyon RE, et al. Investigation of the flammability of different textile fabrics using micro-scale combustion calorimetry. Polym. Degrad. Stab. 2010;95(5):108-115.
11. Bokova ES, Kovalenko GM, Woźniak B, Pawłowa M, Bokova KS. Interpolymer Complexes as Modifying Compounds for Reducing Cotton Blended Fabric Flammability. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2016; 24, 6(120): 157-160. DOI: 10.5604/12303666.1221750
12. Havenetih G. In: Elsner P, Hatch K, Wiggert-Alberti W, editors. Textiles and the Skin, Curr. Probl. Dermatol, Clothing and Thermolegulation, Basel: Karger, 2003. p.35-49., DOI:10.1159/isbn.978-3-318-00863-0
13. Nygård P, Grundke K, Mäder E, et al. Wetting kinetics and adhesion strength between polypropylen melt and glass fibre: influence of chemical reactivity and fibre roughness. Adhesion. Sci. Technol. 2002; 16(13):1781-1808, http://dx.doi.org/10.1163/156856102320396148
14. Kuehn, N, Jacobasch, HJ, Lunkenheimer Z. Zusammenhang zwischen dem Kontaktwinkel zwischen Wasser und festen Polymeren und ihrem Zeta-Potential gegenüber wäßrigen Lösungen, K. Acta Polym. 1986;37(6):394-396.
15. Temmel S, Kern W, Luxbacher T. Zeta Potential of Photochemically Modified Polymer Surfaces, T. Progr. Colloid Polym. Sci. 2006;132(1):54-61.
16. Jacobasch HJ, Bauböck G, Schurz J. Problems and results of zeta-potential measurements on fibres. Colloid Polym. Sci. 1985; 263(1):3-24.
17. Bellmann C, Klinger C, Opfermann A, et al. Evaluation of surface modification by electrokinetic measurements. Prog. Org. Coat. 2002;44(2):93-98., doi:10.1016/S0300-9440(01)00248-X
18. Böhme F, Klinger C, Bellmann C. Surface properties of polyamidines. Colloids Surf. A. 2001;189(1-3): 21-27, doi:10.1016/S0927-7757(01)00593-3
19. Luxbacher T, Bukšek H, Petrinić I, Pušić T. Zeta potential determination of flat solid surfaces using a SurPASS electrokinetic analyzer. Tekstil 2009;58(8):401-409.
20. Luxbacher T. In Kozlowski R, editor. Handbook of natural fibres, Vol. 2: Electrokinetic properties of natural fibers. Cambridge: Woodhead Publishing, 2012.
21. Delgado AV, González-Caballero F, Hunter RJ, et al. Measurement and Interpretation of Electrokinetic Phenomena. Journal of Colloid and Interface Science. 2007; 309(2), 194-224., doi:10.1016/j.jcis.2006.12.075
22. Jacobasch HJ. Characterization of Solid Surfaces by Electrokinetic Measurements. Prog. Org. Coat. 1989; 17(2):115-133., doi:10.1016/0033-0655(89)80018-4
23. ASTM D2863 - 10 Standard Test Method for Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support Candle-Like Combustion of Plastics (Oxygen Index).
25. http://www.tetraexim.com/tetra/Protex%20catalogue.pdf, 25.3.2015
26. Varga K, Noisternig MF, Griesser UJ, et al. Thermal and sorption study of flame resistant fibres, Lenzinger Berichte 2011; 89:50-59.
27. Flinčec Grgac S, Katović D, Katović A, et al. Thermal and FT- IR analysis of cotton fabrics treated with two different flame retardant agents. 5th International Textile, Clothing & Design Conference – Magic World of Textiles ( ed Dragčević Z); Dubrovnik, Croatia, October 5th to 8th 2010, Book of Proceedings ISSN 1847-7275, 318-323.
28. Marcelo M. Hirschler Fire Hazard and Toxic Potency of the Smoke from Burning Materials. Journal of Fire Sciences 1987; 5; 289 DOI: 10.1177/073490418700500501
29. Giuntoli J, de Jong W, Arvelakis S, Spliethoff H, Verkooijen A.H.M. Quantitative and kinetic TG- FTIR study of biomass residue pyrolysis:Dry distiller’s grains with solubles (DDGS) and chicken manure. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 85 (2009) 301–312
30. Zhu H.M, Jiang X.G, Yan J.H, Chi Y, Cen K.F. TG-FTIR analysis of PVC thermal degradation and HCl removal. J. Anal. Appl. Pyrolysis 82 (2008) 1–9
31. Bismarck A, Springer J, Mohanty AK, et al. Characterization of several modified jute fibers using zeta-potential measurements. Colloid Poly. Sci. 2000;278(3): 229-235.
32. Pušić T, Grancarić AM, Soljačić I, et al. The effect of mercerisation on the electrokinetic potential . Soc. of the Dyers and Colour 1999; 115(4):121-124.
33. Zimmermann R, Dukhin S, Werner C. Electrokinetic measurement reveal interfacial charge atpolymer films caused by simple electrolyte ions. J. Phys. Chem. 2001; B 105(36): 8544-8549., doi: 10.1021/jp004051u
34. Zimmermann R, Freudenberg U, Schweiß R, et al. Hydroxide and hydronium ion adsorption - A survey Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2010;15(3):196-202., doi:10.1016/j.cocis.2010.01.002
35. Stana-Kleinschek K, Ribitsch V, Kreze T, et al. Determination of the adsorption character of cellulose fibres using surface tension and surface charge. Mat. Res. Innovat. 2002; 6(1):13-18.
36. Walker SL, Bhattacharjee S, Hoek EMV, et al. A Novel Asymmetric Clamping Cell for Measuring Streaming Potential of Flat Surfaces. Langmuir 2002; 18(6), 2193–2198., doi: 10.1021/la011284j

Uwagi

W numeracji bibliografii brak pozycji 24.

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-5755b5ca-81a2-41b1-b636-d19eaa3209d2