近日,針對軟質(zhì)聚氨酯泡沫的阻燃和抑煙減毒方面的研究,安徽建筑大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院功能高分子研究團(tuán)隊(duì)張佳燕老師與四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì)合作,通過金屬-多酚絡(luò)合物雜化自組裝和一步絮凝涂覆策略相結(jié)合,制備了一種完整的雜化納米纖維(SEP@TAC)涂覆的柔性聚氨酯泡沫(FPUF)。該泡沫具有優(yōu)異的阻燃性、抑煙性、低毒性和機(jī)械性能。相關(guān)研究以“Combination of metal-polyphenol hybrid interfacialengineering and flocculation assembly strategy to boost the fire retardancy and smoke/toxicity suppression of polyurethane foam”為題,發(fā)表在國際高分子材料老化研究領(lǐng)域權(quán)威1區(qū)Top期刊《Polymer Degradation and Stability》上。青年教師張佳燕博士為論文第一作者和通訊作者,四川大學(xué)教師曾富容博士為共同通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金(22175123, 52303061)等項(xiàng)目的資助。

柔性聚氨酯泡沫塑料(FPUF)由于其重量輕、回彈性好,主要用于汽車座墊、家具座墊、電子設(shè)備的包裝,但其極易被點(diǎn)燃,著火時熱釋放速率高且釋放的大量煙霧和氰化氫、一氧化碳等有毒氣體,它們是火災(zāi)中最致命的殺手,造成約80%的死亡,嚴(yán)重威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全和環(huán)境安全。然而,傳統(tǒng)的阻燃方法效率低下,并且會破壞泡沫的力學(xué)性能,開發(fā)高效抑制煙熱和有毒氣體的環(huán)保型聚氨酯涂料是一項(xiàng)迫切而艱巨的任務(wù)。
面對這一困境,本研究通過金屬-多酚絡(luò)合物雜化自組裝和一步絮凝涂覆策略相結(jié)合,制備了一種完整的雜化納米纖維(SEP@TAC)涂覆的柔性聚氨酯泡沫(FPUF),該泡沫具有優(yōu)異的阻燃性、抑煙性、低毒性和機(jī)械性能。在多重相互作用的驅(qū)動下,納米級單寧-鐵沿著海泡石納米纖維有序組裝,形成狼牙棒狀的雜化棒,并以預(yù)定的質(zhì)量絮凝在基材上。SEP@TAC 的自由基清除、氣體稀釋、催化轉(zhuǎn)化和物理阻隔效應(yīng)協(xié)同降低了熱釋放速率(-69.9%)、煙密度(-93.9%)和毒性產(chǎn)生,同時保持了相當(dāng)?shù)臋C(jī)械彈性并提高了強(qiáng)度。這項(xiàng)工作解決了易燃材料中的煙霧毒性問題,并為開發(fā)新型功能性混合阻燃材料提供了新思路。
