成果简介
由于轻质聚合泡沫材料本身易燃，因此，制造一种兼具阻燃和抑烟性能的均匀致密保护涂层是降低其火灾风险的最可行方法之一。然而，由于单一成分的阻燃性能较差，如何有效地将协同防火与简单的制造工艺结合起来仍然是一个巨大的挑战。本文，四川大学Furong Zeng、Furong Zeng等研究人员在《Chemical Engineering Journal》期刊发表名为“Graphene oxide-assisted hybrid assembled fireproof nanocoatings for exceptional flame-retardant and smoke-suppressant flexible polyurethane foam”的论文，研究提出了一种氧化石墨烯辅助组装策略，用于制造有机-无机杂化二维纳米涂层，该策略与简便的一步法絮凝涂层工艺相兼容，在不降低聚氨酯泡沫机械性能的前提下，展现出卓越的阻燃性和抑烟效率。
由于纳米涂层的均匀杂化特性及其高度协同的自由基清除、气体稀释和物理阻隔效应，所制得的泡沫在垂直燃烧时可迅速自熄，且无熔体滴落，同时还表现出高限氧指数值、低热量（-66.5 %）和低烟雾释放量（-69.5 %），与单组分或简单的物理混合物相比，对泡沫的保护更为有效，能有力地抵御火灾的侵袭。这种简便的 GO 辅助混合策略为利用无处不在的纳米粒子设计高性能防火纳米涂层提供了新的思路。
图文导读
图1. GPM 的制造和形态表征。
图2.结构表征。
图3.制造、形态和性能。
图4.GPM 涂层泡沫的阻燃机制。
小结
总之，这项工作提供了一种简便的氧化石墨烯（GO）辅助组装策略，用于制造由 GO 和植酸-三聚氰胺组装体组成的卓越的有机-无机混合防火涂料，其中涉及多种阻燃机制，可通过简单的质量可控絮凝过程用于均匀地涂覆聚氨酯泡沫，从而有力地保护泡沫基质免受火灾侵袭。来自 GO 的羟基作为锚定点，有助于介导植酸和三聚氰胺前体的聚集和组装过程，从而形成纳米级的均匀混合核壳层（GPM）。值得注意的是，GPM 产生的协同自由基清除、气体稀释和致密物理屏障效应共同赋予了泡沫优异的自熄性能和 26.2 % 的高 LOI，同时还保持了纯泡沫的机械强度/回弹性，超出了其他三种单组分或简单物理混合物材料。这些结果表明，GO 和植酸-三聚氰胺组装物的均匀杂化对 GO 有积极的促进作用。相应的热释放量和烟密度分别急剧下降了 66.5% 和 69.5%，这表明 GO 和植酸-三聚氰胺杂化组合物的阻燃效率得到了协同增强。这项工作不仅展示了一种简便的 GO 辅助杂化组装策略，可提高纳米涂层的阻燃效率，而且为利用无处不在的纳米粒子简单制造高性能杂化涂层提供了新的见解。
文献：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.156865
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