Page 79 - 《精细化工》2022年第1期

第 1 期 赵文靖，等: 生物质阻燃涂层在涤纶纺织品上的研究进展 ·69·

涤纶短纤维和棉纤维混纺纱线织成，具有良好的尺寸 体结构可赋予仿珍珠质涂层优异的热稳定性。交替
稳定和耐用性，是涤纶纺织品中常见的混纺织物。CS/ 沉积 5 次后，涤纶燃烧时无熔滴；超过 10 次后涤纶
APP 体系同样适用于涤棉织物的阻燃整理，CAROSIO 燃烧时可保持原完整形状。LEISTNER 等 [30] 将含
等 [27] 将 CS/APP 在涤棉织物上组装 20 次后获得了 Mel 的 CS 混合溶液与六偏磷酸钠交替沉积在涤棉
THR 与 PHRR 比原始样分别低 22.0%、24.7%的阻 织物上。当 m(CS)∶m(Mel)=5∶9 时，沉积 15 次的
燃涤棉。如图 5 所示，ALONGI 等 [28] 用 CS、APP、 涤棉织物的 THR 比纯涤棉织物降低了 36.84%。陈
正/负 SiO 2 纳米颗粒悬浮液 4 种原料通过 LBL 技术 威 [31] 通过 LBL 技术将 CS 和植酸钠交替沉积到多巴
分别制备了结构为 BL(CS/APP)+BL(SiO 2 /SiO 2 )和 胺改性的涤棉织物上。涤棉织物上的聚多巴胺分子
QL (APP/CS/SiO 2 /SiO 2 )的阻燃涂层，其中 BL 为双 中含有酚羟基和氨基，这些基团可提高阻燃剂与涤
层，QL 为四层。表 1 列出了不同涂层结构下阻燃涤 棉织物的结合能力。结果表明，混纺比（涤纶纤维
棉混纺织物的锥形量热数据。 与棉纤维干重时的质量比）为 80∶20、65∶35、45∶
55 的涤棉织物阻燃整理后的 PHRR 比原始样分别降
低了 61.07%、63.95%、81.28%，THR 分别比原始
样降低了 29.6%、77.78%、92.73%。
2.2 CS 衍生物基阻燃涂层
CS 难以在中性水相条件中构建阻燃涂层，这一
特性限制了它在 LBL 技术中的应用。为拓展 CS 基
阻燃涂层的应用，已有研究致力于 CS 的改性及构
建 CS 衍生物基阻燃涂层。如图 6 所示，对 CS 的氨
基和伯醇官能团改性可以得到 N-改性壳聚糖、O-改
性壳聚糖 [32] ，从而得到不同性能的 CS 衍生物。

图 5 BL+BL 涂层（a）和 QL 涂层（b）结构示意图
Fig. 5 Structural representation of BL+BL (a) and QL (b)
coatings 图 6 O-改性 CS 和 N-改性 CS
Fig. 6 O-Modification and N-modification of CS
表 1 锥形量热数据
Table 1 Cone calorimetric data [33]
LIU 等 以水溶性壳聚糖（WCS）、PVA 基大
2
2
样品 PHRR/(kW/m ) THR/(MJ/m ) 2+
分子单体（PVAM）、丙烯酸（ACA）和 Cu 为原料
涤棉纯样 5.0±0.1 170±3
合成出 CS 基阻燃凝胶。与纯涤纶织物相比，涂覆
5+5 BL 4.7±0.1 182±4 2+
WCS（质量分数 30%）/PVAM-ACA/Cu 凝胶涂层
10+10 BL 4.8±0.2 177±9
的阻燃涤纶织物在 600 ℃的氩气气氛下残炭率增加
5 QL 4.4±0.1 163±6 2+
了 90.36%，PHRR 降低了 57.85%。Cu 不仅与 WCS
10 QL 3.9±0.3 151±7
有良好的协同效应，而且可赋予凝胶涂料自愈合的
注: “5+5 BL”代表 5 BL(CS/APP)+5 BL(正 SiO 2/负 SiO 2)； [34]
“10+10 BL” 代表 10 BL(CS/APP)+10 BL(正 SiO 2/负 SiO 2)。 能力，保护凝胶涂层免受机械损伤。LIU 等 用次
磷酸、甲醛合成出一种含磷壳聚糖衍生物（PCS），
为改变涂层的实体结构、提高涂层的附着力， 采用 LBL 技术将 PCS 和 BPEI 交替沉积在涤棉织物
除 CS/APP 复配体系，CS 的其他高效阻燃复配体系 上。当 PCS 溶液（阴离子型溶液）中 PCS 的添加量
也在陆续开发。FANG 等 [29] 在涤纶织物上制备出仿 （质量分数）为 2%时，与纯涤棉织物相比，沉积
珍珠层的 CS/蒙脱石（MMT）阻燃涂层。由无机化 20 层后的阻燃涤棉织物燃烧时间由 115 s 缩短至 33 s，
合物 MMT 与有机生物大分子 CS 共同构建的特殊实 燃烧后织物的炭化长度减少了 67.33%，无续燃现象。