來源：中國合成樹脂網(wǎng) 2022-04-06 10:08:32
目前，科學(xué)家們展示了一種新的涂層，旨在限制建筑中使用的木材的可燃性，可以為人提供更多的時間來逃離火災(zāi)，也阻礙其蔓延。這種環(huán)保型阻燃劑也可以應(yīng)用于其他易燃材料，如聚氨酯泡沫、紡織品和三維（3D）打印的部件。
根據(jù)美國國家防火協(xié)會的數(shù)據(jù)，家庭火災(zāi)占火災(zāi)死亡人數(shù)的大部分，每年造成數(shù)十億美元的財產(chǎn)損失。安裝煙霧探測器和消防噴頭可以起到幫助作用，但另一種方法是使建筑材料的可燃性降低。這就是Thomas Kolibaba博士的目標，他正在為這些材料創(chuàng)造一種新的涂層。
這種處理方式可以通過浸漬、噴涂或壓力處理來沉積，可以使房屋更加安全。這種涂層可以減少火焰的蔓延和煙霧的產(chǎn)生，這可以限制損失并給人們更多的時間來撤離。
Thomas Kolibaba博士是德州農(nóng)工大學(xué)Grunlan實驗室的研究生和博士后研究人員。
該項目的主要研究者Jaime Grunlan博士觀察到，與現(xiàn)有的大多數(shù)阻燃處理方法相比，新涂層的成分是環(huán)保的，而且價格也可能較低。
Kolibaba作為Grunlan實驗室的研究生和博士后研究員進行了這項研究，在該團隊于2009年設(shè)想的聚電解質(zhì)涂層技術(shù)的基礎(chǔ)上進行開發(fā)，后來被其他科學(xué)家改進。
許多這樣的涂層是通過將材料或其他東西浸泡在由一種帶有大量正電荷的聚合物組成的溶液中，然后再浸泡在由帶有大量負電荷的聚合物組成的另一種溶液中，然后反復(fù)進行這些步驟以達到首選的厚度。
對立的電荷吸引交替層中的聚電解質(zhì)分子在物品表面形成復(fù)合物，形成一個可以熄滅火焰的涂層。
Thomas Kolibaba很想把這種處理方法推廣到木材上，但是多步驟的方法對生產(chǎn)商來說是無法實現(xiàn)的，因為木材需要很長的時間來吸收這些化學(xué)物質(zhì)。通過額外的研究，他調(diào)整了Grunlan的另一種方法，并能夠?qū)⒉襟E減少到兩個：一次浸泡用于涂抹木材，第二次浸泡在一種不同的溶液中，通過轉(zhuǎn)換pH值來處理涂層。
然而，第二種溶液總是變得粘稠，所以重組后的工藝仍然不適合消費者或工業(yè)應(yīng)用。
在最近的改變中，Thomas Kolibaba克服了這個問題，他說這個過程將很容易被消費者或工業(yè)界采用。
他將膠合板浸泡在由單體甲基丙烯酸羥乙酯磷酸鹽（HMP）、帶正電荷的聚合物聚乙稀（PEI）和一種叫做TPO的光引發(fā)劑組成的水溶液中。
他沒有將木材第二次浸入溶液中進行固化，而是將其置于紫外線（UV）下數(shù)分鐘。這使得TPO將HMP變?yōu)閹ж撾姷木酆衔铮缓笈cPEI形成聚電解質(zhì)復(fù)合物。得到的涂層是透明的，厚度只有幾微米，所以它沒有改變木材的外觀，只是稍微增加了它的重量。
在實驗室的火焰測試中，經(jīng)過處理的木材減少了燃燒時發(fā)出的熱量，并迅速形成了一個保護底層木材的表面炭層--這些特性可以遏制火災(zāi)的蔓延和破壞。
它還減少了56%的煙霧產(chǎn)生，這是一個非常顯著的提升。
與該團隊以前的涂層相比，這種涂層是通過離子鍵連接在一起的，而這種涂層是以共價鍵連接的。因此，Grunlan實驗室推測它是防水的——因而也是耐用的——也許也是抗真菌和防水的。
工業(yè)用戶可以在建筑材料上使用這種涂層，如木釘和其他框架，或定向刨花板（一種類似于刨花板的工程木材）。Thomas Kolibaba說，房主可以使用背負式噴霧器來保護目前的結(jié)構(gòu)，如谷倉或柵欄，這些結(jié)構(gòu)已經(jīng)被證明會傳播野火。
Grunlan實驗室稱，其他可能的應(yīng)用包括用于家居用品、服裝以及航空和汽車部門的聚氨酯泡沫和紡織品。
Kolibaba補充說，紫外線固化的聚電解質(zhì)也可以作為一種樹脂被用來制造3D打印的部件，這些部件在使用傳統(tǒng)樹脂生產(chǎn)時是易燃的。他觀察到，這在航空航天領(lǐng)域，例如國際空間站，可能是主要的優(yōu)勢。
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