棉织物的易燃性是引发室内等公共场所火灾的主要原因之一，对其进行阻燃处理具有重要的科学意义与应用价值。然而，现有的棉织物阻燃方法在环境友好性和耐久性方面存在严重不足：一方面使用含甲醛的传统卤素/磷阻燃后整理剂（如商用PyrovatexCP®）会引起严重的环境问题；另一方面，阻燃棉织物的阻燃性能会随着洗涤过程而迅速丧失。如何实现棉织物的环境友好耐久阻燃已成为该领域亟待解决的难题。
受传统织物染整固色工艺启发，本室设计了一类既不含Cl、Br、P等传统阻燃元素，也不使用有毒有机溶剂的新型环保生物质基阻燃剂，赋予棉织物耐久阻燃性能。在该阻燃剂涂层（TC）中，生物质单宁（TA）作为成炭剂，以水为溶剂，通过类似染料的固色作用被吐酒石（TE）稳定固定在棉织物的纤维表面，进一步络合Fe2+离子；与织物染料固定作用类似，TC涂层组分与棉织物间的氢键和配位协同作用确保处理后阻燃棉织物的耐水洗性和摩擦耐久性。综合多种测试结果，所得织物经过100次洗涤或摩擦循环后，仍能维持良好的阻燃性能。此外，该阻燃涂层可通过改变金属离子种类，调控织物阻燃性能。例如，使用Co2+/Zn2+进行络合时，所得棉织物在经过20次模拟洗涤之后，LOI仍高达30%以上，且通过垂直燃烧测试。该不含传统阻燃元素的耐久阻燃棉织物能有效降低棉织物在长期使用过程中的火灾危险，并且可通过OEKO-TEX®生态纺织品标准，具有很好的应用前景，也为制备绿色环保的耐久阻燃织物提供了新的思路。
图1 耐久阻燃涂层的构建以及涂层组份之间相互作用示意图
该成果发表在Chemical
Engineering Journal（410 (2021) 128361）上，论文的第一作者为本室博士生张爱泞。
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720344739
