棉织物(Cotton fabrics)价格低廉、透气性好、舒适,被应用到生产生活的方方面面。但其极其易燃,且燃烧迅速,给人们的生产生活带来极大的安全隐患。此外,棉纤维对紫外线的吸收能力低,防紫外线性能差,棉织物是紫外线最易透过的面料。因此,需要对棉织物进行阻燃抗紫外线处理。
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设计合成了一种磷-氮协同阻燃涂层(TP-MA-PPOA),赋予棉织物阻燃抗紫外线性能,同时保留了织物较好的手感和透气性。三聚氰胺(MA)和苯基膦酸(PPOA)起到主要的阻燃作用,气相阻燃组分MA受热分解产生氨气等不可燃气体,稀释氧气和可燃气体的浓度;凝聚相阻燃组分PPOA产生磷酸或聚磷酸,促进成炭。茶多酚(TP)不仅具有较好的成炭性,而且能产生活性自由基,具有一定的阻燃作用,可作为阻燃协效剂。并且TP中的酮基和酚基能吸收紫外线;儿茶酚和邻苯三酚基团能清除自由基,减少对皮肤的损害,可作为抗紫外线的添加剂。结果发现,Cotton/TP-MA-PPOA实现自熄,在垂直燃烧测试中损毁长度仅为7.4 cm,极限氧指数提高到28.7%。Cotton/TP-MA-PPOA与纯棉织物相比,热释放速率峰值降低了88.5%,火灾危险指数降低了92.9%。同时,Cotton/TP-MA-PPOA的紫外线防护系数达到35.2,有成为抗紫外线产品的潜力。这项工作初步实现了阻燃抗紫外棉织物的制备。
该研究以“Flame retardant cotton fabrics with anti-UV properties based on tea polyphenol-melamine-phenylphosphonic acid”为题发表于Journal of Colloid and Interface Science。论文第一作者为青岛大学功能纺织品与先进材料研究院硕士研究生蒋琦,通讯作者为刘云教授,该工作得到国家自然科学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://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979722016691