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研究人员利用天然物质的特性发明了可再生的阻燃涂料

很少有材料能够与纤维素和粘土的性能相媲美:它们易于获得,无毒且可持续。德州农工大学的研究人员利用这些天然物质的特性发明了可再生的阻燃涂料。

新涂层为聚氨酯泡沫和其他高度易燃材料提供了全新的防火等级。此外,它是由地球上一些最便宜,容易获得和最安全的物质制成的。

德州农工大学机械工程学教授Jaime Grunlan博士领导了防火涂料的开发。该论文详细介绍了他们的发现,并刊登在科学杂志Advanced Materials Interfaces的封面上。

据Grulan和他的团队说,他们正在改进防火涂料,以便将来广泛应用。他希望最终产品能够防止隔热材料,纺织品和软垫家具在火焰和有毒烟雾中燃烧。

用聚氨酯泡沫制成的产品将从新涂料中受益最多。这种聚合物基材料极易着火,但是由于其在家具和其他产品中的普遍性,用阻燃涂料处理所有泡沫实例是一种昂贵的选择。(相关:新研究发现,指甲油中发现的有毒化学物质在使用后数小时便进入女性体内。)

纤维素,粘土和水构成了这种新型防火材料

得克萨斯州的研究人员与他们在KTH皇家理工学院的瑞典同行合作。KTH团队将自己在纳米纤维素纤维上的专业知识借给了Grunlan,后者使用这些信息来完成其团队的水性涂料。

纤维素出现在木材和各种海洋动物中。同样,粘土是岩石和土壤地层的典型成分之一。两种材料为包含它们的结构提供了机械支撑。

“这项最新研究的独特之处在于使用了两种天然存在的纳米材料,即粘土纳米片和纤维素纳米原纤维,” Grunlan解释说。“据我们所知,这些成分从未被用作从水中沉积的多层薄膜来制成隔热或阻燃涂料。”

与早期的同类产品相比,新型的防火材料具有许多优势。它会产生氧气屏障,防止火焰和热量到达塑料薄膜和其他易燃物品。该涂层还以更低的价格比其他阻燃处理性能更好。最后但并非最不重要的一点是,它不含致癌成分,因此可以安全地在人类周围使用。

涂在阻燃涂层中的聚氨酯泡沫可以消除强烈的热量

在这项研究中,格伦兰(Grunlan)和他的团队用阻燃物质处理了聚氨酯泡沫样品,而未发现其他泡沫样品作为对照。然后,他们将丁烷炬管送至样品,以查看其涂层是否按设计工作。

毫不意外的是,未保护的聚氨酯泡沫与丁烷焊炬接触后立即熔化。相反,涂覆有纤维素-粘土材料的泡沫在暴露于热火焰中的时间延长了。

防火涂层的表面显示出火灾损坏,但没有破裂。在其下方,尽管丁烷燃料火焰在其坚固的外层上冲洗时产生了强烈的热量,但聚氨酯泡沫仍保持了原状。

他说:“涂层的纳米砖壁结构降低了底层泡沫所经历的温度,从而延迟了燃烧。”“这种涂料还可以促进绝缘炭的形成,并减少发火的烟雾的释放。”

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