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利用仿生学原理制备阻燃剂
发布:haige__   时间:2015/4/20 20:47:40   阅读:903 
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在设计出新型的“绿色”阻燃家具填充剂后,NIST的研究人员去了趟商店,准备制作出最好的防火涂料。值得一提的是,防护涂料可以经过简单的步骤制得。

见于最新的报道中,NIST团队准备了九种含水混合物,如马铃薯淀粉、海藻凝胶(琼脂)、洗衣助推器、粘土和常见的日化用品。经过实验测试,其中的六个“仿生学”涂层减少了放热峰值。对于易燃性这一关键指标,聚氨酯泡沫比普通泡沫至少减少63%。
 
 

在实验结果的基础上,研究人员将阻燃性最好的材料淀粉和硼用于全面的防火测试。在测试中,他们将聚氨酯泡沫质沙发点燃。消防演示测试中使用NIST开发的新型“仿生”涂料。其中一把沙发(上图)为未经处理的泡沫垫,另一把沙发(下图)为带有实验阻燃涂层的泡沫垫。点火后(0:24),两把沙发沉浸在火焰里(2:30)。点火六分钟后,未经处理的沙发完全燃烧,火势继续。而带有阻燃涂层处理的沙发释放的热量较少(研究人员记录释放热量的总量下降71%),沙发没有完全燃烧,在九分钟后,火焰自行熄灭。(图片来源:NIST)

家具起火是引发室内火灾伤亡的主要原因。根据美国国家防火协会统计的数据,2013年约2700多个住宅起火致人员死亡,人数达到30%。由燃烧的香烟或附近的加热器引起的家具起火往往是住宅失火的主要原因。

NIST组长Rick Davis 说:“全面的消防测试的结果十分鼓舞人心。我们开发的涂料性能可以阻止包括家具在内的材料在燃烧时热量的传播,从而降低失火时受伤或死亡的风险。”

早先由NIST开发的“绿色”阻燃剂是由一层一层沉积过程制得,需要重复的步骤来堆砌涂料层。而最新的阻燃剂涂层为简单的“大杂烩”过程:通过在组分中加水,加热、搅拌至溶液变成凝胶,最后冷却制得。根据不同的原料,制备时间从30分钟到两个小时不等。为保证均匀的覆盖率,泡沫需要浸渍在溶液中两分钟。

这种简单制备阻燃剂的过程有助于阻燃剂的工业化应用,不过进一步研究新涂料的耐久性和其他性能也是实现规模化工业生产所必须的。除了用作家具,化学阻燃剂也可以用于其他消费品种。目前的涂料有些存在使用健康和环境风险,被禁止使用,NIST的仿生学研究实验有助于开发出新的涂料替代品。翻译:陈琼


来源:新材料在线
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