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1前言大豆蛋白纤维是由我国科技人员首先发明研制成功纳新型植物蛋白质纤维I1]。它是以榨油的大豆豆粕为原料，利用生物工程技术．提取豆粕中的球蛋白，制成一定浓度的蛋白质纺丝液，通过添加功能性助剂，改变蛋白质空间结构，经湿法纺丝而尉。由于大豆蛋白纤维的主要生产原料来自于自然界的大豆粕，原料丰富且具有可再生性，不会对资源造成攘夺性开发．因此发展前景非常广阔。近两年来．以大豆蛋白纤维为原料制成的服装已走进市场，并日益受到人们的青睐，但大豆蛋白纤维本性易燃．很有必要对它进行一下阻燃处理目前，国内和国外还很少有关于大豆蛋白纤维在阻燃方面研究的报道。2实验部分2.1原料和药品大豆蛋白纤维四漠酞酐(TarA)N，N-二甲基甲酰胺草酸丙二酸丁二酿戊二酸已二酸辛二酸壬二酸：2．2大豆蛋白纤维的阻燃处理2．2．1欠豆蛋白纤雏的预处理将大豆蛋白纤维甩蒸馏水煮沸lh，取出后用蒸馏水冲洗若干次．置于60℃的电热恒温干燥箱中烘干，放于干燥器中备用。2．2．2阻燃剂的制备取一定质量的TBPA溶于N，N-二甲基甲酰胺中，待TBPA完全溶解后，加入一定量的蒸馏水配成TBPA的质量分数为0．8％的溶液．然后加入与TBPA等摩尔的有机二酸，加盐酸量分数为37％)调节pH3。2.2.3对大豆蛋白纤维进行阻燃处理将一定质量预处理后的大豆蛋白纤维浸入到已制备好的阻燃剂中，控制浴比为l：30，温度在80--85℃之间。在此条件下处理lh，其间应不断搅拌，并使pH值始终保持在3以下，之后取出置于60℃左右的电热恒温干燥箱中烘干。2．3样品分析和表征2.3.1极限氧指数(LoI)LOI是在氮氧混合气体中，样品垂直燃烧(从顶部点燃)所需的最小氧气体积百分数。其数值越大，阻燃效果越好。实验按照ASTMD2863—70标准经常规型HC—l氧指数测定仪(南京江宁分析仪器厂)测定。2.3.2剩炭率剩炭率是样品在氮气保护下、在马福炉中400℃恒温40mill后剩余量占原来质量的百分数。它是用来表征阻燃效果的参数，其数值越大，阻燃效果越好。2．3_3热分析热分析仪为DT-40热分析仪(日本岛津)。试样重5．0mg，温度范围为0--800℃，升温速率为10C／min，空气介质，0‘．A1203作参比样。2.3.4扫描电子显微镜样品首先在氮气保护下、在马福炉中400℃恒温40mill后形成剩炭，然后用KYKY一2800B型扫描电子显微镜进行分析和研究。3结果与讨论3．1极限氧指数和剩炭率表l列出了未经阻燃处理的大豆蛋白纤维和阻燃大豆蛋白纤维的极限氧指数和剩炭率数据。从表中的数据可以看出，未经阻燃处理的大豆蛋白纤维的极限氧指数和剩炭率分别为20.5％和7-3％；经TBPA阻燃处理后，极限氧指数和剩炭率分别提高到27.0％和l2.2％；经阻燃体系TBPA加有机二酸处理后，极限氧指数进一步提高到29％～30％，剩炭率进一步提高到16.4％~25.0％，这表明TBPA+有机二酸阻燃体系有效改进了大豆蛋白纤维的阻燃性能。3．2热分析图l和图2分别是未经阻燃处理的大豆蛋白纤维的热分析曲线和经TBPA+草酸阻燃处理的大豆蛋白纤维的热分析曲线。通过比较图l和图2可以看出，阻燃大豆蛋白纤维的DTA曲线较为平缓，尤其是470~2左右的放热峰变化最为明显，由—个尖锐的高峰变成较宽的矮峰。这说明阻燃大豆蛋白纤维在该阶段放热速率降低。这可能是由于TBPA分解生成的I-1Br能捕获大豆蛋白纤维热分解过程中产生的H·、O.以及HO·等高活性自由基，生成活性较低的溴自由基，致使反应速率减缓【q。从两者的TG曲线可以看出，阻燃大豆蛋白纤维在热解过程中热失重减小，剩炭量增加，热降解起始温度降低。表l列出了样品I一Ⅸ的热降解起始温度(11)OT)。这些数据表明：与未经阻燃处理的大豆蛋白纤维相比，阻燃大豆蛋白纤维会在较低的温度开始热降解，即阻燃剂促使纤维在燃前分解，从而改善了纤维的阻燃性能。3.3扫描电子显微镜图3和图4分别是未经阻燃处理的大豆蛋白纤维和经TBPA+已二酸阻燃处理的大豆蛋白纤维经剩炭试验后的扫描电子显微镜照片。通过比较图3和图4可以看出，阻燃大豆蛋白纤维所生成的剩炭较为膨胀。这可能是由于阻燃剂能催化裂解大豆蛋白纤维的骨架形成为炭层，该炭层能够抑制纤维热分解时产生的气体逸出；而且阻燃剂的存在减缓了大豆蛋白纤维热解过程中的放热速率，随着气体产物的慢慢增加，该炭层逐渐形成为膨胀的炭层。膨胀的炭层本身很难燃烧，而且成为格力外界和纤维内部的一道屏障，阻挡热量和氧气从外界进入到纤维内部，因此有效改进了纤维的阻燃性能。反应式如下：此外，密度较大的HBr气体还能稀释空气中的氧气，并覆盖于纤维表面，致使燃烧速度降低或者自熄。(2)阻燃剂催化固相炭化，形成膨胀的炭层，抑制了来自气相反应区的传热和氧气的流通，从而起到抑制燃烧的作用。4结论大豆蛋白纤维TBPA+有己二酸阻燃体系处理后，极限氧指数从20.5%提高到27%~30%；剩炭率从7.3%增加到12.2%~25.0%；DTA曲线变得较为平缓，尤其是470℃左右的放热峰变得宽而矮；TG曲线上热失重减小，热降解起始温度降低：热降解后形成的剩炭较为膨胀。这些都说明大豆蛋白纤维经TBPA+有机二酸阻燃体系处理后，阻燃性能得到了明显改进。