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基于羧甲基纤维素的阻燃抗菌聚氨酯软泡的构建及其性能

发布日期:2023-06-01   来源:   点击量:

聚氨酯软泡(FPUF)作为一种聚氨酯材料,具有理想的轻质性和弹性,是聚氨酯最常用的商业产品之一。其应用场景包括但不限于座椅和家具坐垫的填充材料、吸音材料和包装材料等。FPUF在特定场景下的应用需要遵守严格的安全标准;而FPUF极易燃烧,燃烧过程中会产生含有氰化氢和一氧化碳等的有毒气体和烟雾,影响了火灾现场的逃生和救援。因此,FPUF的火安全性引起了人们的广泛关注。

在国家自然科学基金重大项目“受限空间高火安全性高分子材料构建原理与方法”(51991350)的支持下,青岛大学功能纺织品与先进材料研究院朱平教授团队构筑了一种基于羧甲基纤维素钠(CMC)的新型环保膨胀型阻燃体系(CMC/APPGN)用于FPUF的阻燃整理。该阻燃涂层不仅有效提升了FPUF的阻燃性能和抗菌性能,也改善了其拉伸性能。FPUF-(APP6CMC1)GN1在垂直燃烧测试中实现自熄并达到UL-94 V-0等级;在明火接触测试中,热红外成像仪显示阻燃FPUF能够阻隔火焰蔓延,并有效防止火焰烧穿,FPUF-(APP6CMC1)GN1表现出较好的隔热性能。与纯FPUF相比,FPUF-(APP6CMC1)GN1的峰值热释放速率降低了58%,总烟释放量也有明显下降。同时,阻燃FPUFs保持了理想的力学性能,FPUF-(APP6CMC1)GN1的回弹性能几乎与纯FPUF保持一致,其拉伸强度相较于FPUF提升了9.2%。FPUF-(APP6CMC1)GN1在抗菌测试中表现优异,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率为99.9%。

该研究以“An Intumescent flame-retardant system based on carboxymethyl cellulose for flexible polyurethane foams with outstanding flame retardancy, antibacterial properties, and mechanical properties”为题发表于International Journal of Biological Macromolecules, 2023, 240, 124387。论文第一作者为青岛大学功能纺织品与先进材料研究院博士研究生李平,通讯作者为刘云教授,该工作得到国家自然基金重大项目课题四“薄制品高分子材料实现高火安全性的表面阻燃机制与技术”(51991354)项目的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124387。