天然植物纤维这开云 开云体育样可取代玻璃纤维？

　　随着全球环境的变迁和人类环保意识的增强，对先进复合材料的生产、使用、报废过程的整个生命周期提出了绿色、环保、可再生等更高的要求。

　　天然植物纤维(纤维素纤维)因其优异的力学性能而成为有望取代传统的玻璃纤维等的增强材料。

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　　而苎麻是中国古代最重要的纤维作物之一，作为历史悠久的“中国草”，在纺织业有着不可撼动的地位。

　　(小知识：苎麻叶是蛋白质含量较高、营养丰富的饲料;麻骨可作造纸原料，或制造可作家具和板壁等多种用途的纤维板，还可以酿酒、制糖;麻壳可脱胶提取纤维，供纺织、造纸或修船填料之用;鲜麻皮上刮下的麻壳，可提取糖醛，而糖醛既是化学工业的精炼溶液剂，又是树脂塑料。)

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　　目前，苎麻作为力学增强体制备的热固性树脂基复合材料已经逐步表现出其在建筑、电子、汽车以及航空航天等领域的潜在应用价值，但作为天然植物固有的热稳定性差易燃的缺点极大程度上限制了其应用发展。

　　在此，提出了一种基于天然纤维织物的燃烧机理结合当下环保阻燃需要，通过在苎麻织物表面构筑层层组装多层阻燃涂层对其进行阻燃改性从而赋予其优良的热稳定性和阻燃性能。

　　由于单一的阻隔型涂层对纤维素织物的阻燃性效果较差，而膨胀型阻燃剂则可以发挥较好的阻燃效果。

　　在苎麻织物表面构筑的阻隔层在内膨胀层在外的复合涂层将两者的优势较好地连接并发挥出来，燃烧时外层的聚乙烯亚胺/聚磷酸铵(缩写PEI/APP)膨胀层与空气良好的接触并且分解生成磷酸，可以促进底层织物的脱水成炭过程，减少织物的热解生成可燃性挥发气体的量，同时内层的聚乙烯亚胺/磷酸锆（缩写PEI/ZrP）发挥物理保护层的作用，既能阻碍可燃气体的释放同时控制热量的传递，使织物表现出良好的自熄性。从而阻隔层在内膨胀层聚乙烯亚胺/磷酸锆+聚乙烯亚胺/聚磷酸铵（缩写PEI/ZrP+PEI/APP）在外涂层对于苎麻织物良好的阻燃自熄效果。

　　α-磷酸锆是典型的阴离子型层状化合物,作为阻隔型阻燃剂，燃烧过程中在基体表面形成的阻隔层可以有效地隔热隔氧从而提高基体材料的阻燃性。其特定的层状结构以及负电荷性并且热稳定性和机械强度较高,可以作为层层组装中的负电荷组分，与其他带正电荷化合物聚乙烯亚胺（缩写PEI）组合用于阻燃苎麻织物。

　　采用层层组装法分别在苎麻织物表面构筑了双组分膨胀型阻燃涂层(PEI/APP)、双组分阻隔型阻燃涂层(PEI/ZrP)、多组分的膨胀阻隔复合涂层：阻隔层在内膨胀层在外的复合涂层(PEI/ZrP+PEI/APP)和膨胀层在内阻隔层在外的复合涂层(PEI/APP+PEI/ZrP)。

　　阻隔开云体育 开云官网层在内膨胀层在外(PEI/ZrP+PEI/APP)的复合涂层对于织物热性能的影响存在一定的协效作用。受热时外层膨胀层首先发挥作用，APP作为酸源分解，促进纤维素织物的脱水成碳．减少可燃性气体的释放，而内层的阻隔型涂层起到直接的物理屏障作用，阻碍可燃性气体的传递以及氧气和热量的传递，最终赋予织物优异的热稳定性。

　　从表中可发现阻隔层在内膨胀层在外的试样(PEI/ZrP+PEI/APP)降低最为显著，HRC降低了53％，PHRR降低了53％，THR降低了 56％，织物在600℃的残炭量也提高了67％，其净增值明显高于织物表面组装的涂层质量，说明织物表面构筑的复合涂层有效地促进了纤维素织物的脱水成炭过程．从而使其热释放速率和总的热释放量大幅下降。

　　阻隔层在内膨胀层开云体育 开云官网在外(PEI/ZrP+PEI/APP)的试样整个燃烧过程相对较为温和，燃烧速率也明显降低，移走火焰后，阴燃很快就消失，织物的自熄性得到较大的提升，最终得到的残炭也非常完整厚实，几乎保持了苎麻织物原有的平纹编织结构。

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　　阻隔层在内膨胀层在外(PEI／ZrP+PEI／APP)的复合涂层试样，自组装处理后开云体育 开云官网织物表面光滑而平整，纤维之间缝隙也有逐渐被复合涂层所填满，形成连续且均一的表面涂层，且涂层中的P、N元素含量最高。从而拥有最优的阻燃性和自熄性，表现为热释放速率和总的热释放量的大幅下降以及垂直燃烧中最为完整的残炭形貌，说明两种涂层以膨胀在外阻隔在内这样的形式进行组装时可以发挥协效阻燃作用。

　　我们相信随着经济的发展，低碳、环保的概念越来越深入人心,天然纤维经过研究人士的不断探索与优化，将逐渐开始占据人们的视野,希望我们的磷酸锆能够助力天然纤维复合材料，携手与您共造绿色世界。