來源：中國合成樹脂網 2022-04-06 10:08:32
目前，科學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，也阻礙其蔓延。這種環保型阻燃劑也可以應用于其他易燃材料，如聚氨酯泡沫、紡織品和三維（3D）打印的部件。
根據美國國家防火協會的數據，家庭火災占火災死亡人數的大部分，每年造成數十億美元的財產損失。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博士是德州農工大學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，與現有的大多數阻燃處理方法相比，新涂層的成分是環保的，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年設想的聚電解質涂層技術的基礎上進行開發，后來被其他科學家改進。
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分子在物品表面形成復合物，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商來說是無法實現的，因為木材需要很長的時間來吸收這些化學物質。通過額外的研究，他調整了Grunlan的另一種方法，并能夠將步驟減少到兩個：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應用。
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）下數分鐘。這使得TPO將HMP變為帶負電的聚合物，然后與PEI形成聚電解質復合物。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，經過處理的木材減少了燃燒時發出的熱量，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的蔓延和破壞。
它還減少了56%的煙霧產生，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構，如谷倉或柵欄，這些結構已經被證明會傳播野火。
Grunlan實驗室稱，其他可能的應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樹脂生產時是易燃的。他觀察到，這在航空航天領域，例如國際空間站，可能是主要的優勢。
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