В настоящее время PET широко используется в различных отраслях промышленности, включая текстильную, электронную и автомобильную, благодаря своим превосходным свойствам. Однако воспламеняемость PET при определенных условиях может представлять угрозу безопасности. При воздействии пламени или высоких температур PET воспламеняется и с него начинает капать сильная капля, что не только усиливает пожар, но и наносит серьезный вторичный ущерб окружающей среде и людям. Для повышения пожаробезопасности {[т7]} необходимо придать материалу огнезащитные и противокапельные свойства.
Обычно PET функционально модифицируют с помощью таких методов, как сополимеризация, смешивание и обработка поверхности. Сополимеризация — ключевой метод модификации PET. В последние годы
антипирены часто смешивали с PET для повышения его огнестойкости. По сравнению с сополимеризацией и смешиванием методы обработки поверхности, особенно процесс отверждения в сухом виде, широко используются при модификации поверхности текстиля из-за их простоты. Антипирены могут прилипать к поверхности ткани или проникать внутрь, образуя огнезащитное покрытие за счет физической адсорбции, водородных связей или химических реакций.
Традиционные методы обработки поверхности обычно демонстрируют низкую стойкость. В природе мидии демонстрируют отличную адгезию благодаря высокому содержанию катехиновых групп; эти группы не только образуют широкий спектр динамических физических взаимодействий, но также образуют поперечные связи с образованием определенного количества остаточного углерода, что указывает на то, что мидии имеют широкие перспективы применения для функционализации поверхности ткани.
Крашение — распространенный метод отделки текстиля; он не только придает текстилю насыщенные цвета и узоры , но и позволяет при необходимости развивать другие дополнительные свойства. Порфирины — это крупные гетероциклические соединения, полученные из живых организмов, которые играют ключевую роль не только в катализе и преобразовании энергии, но также демонстрируют уникальный потенциал применения в фотодинамике. Благодаря своей превосходной термостабильности и свойствам поглощения УФ-излучения молекулы порфиринов могут эффективно повышать термическую стабильность и устойчивость к УФ-излучению полимерных материалов, таких как PET. В частности, хлорид гемоцианина (ХЦ) — железосодержащий порфирин и природный пигмент, обнаруженный в крови животных, — может служить заменителем нитритов и синтетических красителей в мясных продуктах. Сильно сопряженные порфириновые кольца в молекулярной структуре HC могут генерировать сильные взаимодействия посредством π-π-укладки. Наличие этой физической сетчатой структуры эффективно ограничивает движение молекулярных цепей PET, тем самым улучшая его устойчивость к провисанию. В последние годы биомакромолекулы активно применяются для огнезащитной модификации материалов, причем дубильная кислота (ТА) привлекает широкое внимание благодаря своей уникальной химической структуре. Его эффективные огнезащитные свойства объясняются слоем угля, образованным фенольными гидроксильными группами и бензольными кольцевыми структурами во время пиролиза. Кроме того, фенольные гидроксильные группы дубильной кислоты могут эффективно поглощать ультрафиолетовое (УФ) излучение, уменьшая вызванное УФ-излучением повреждение материала, а также подавляя рост различных бактерий, тем самым играя положительную роль в устойчивости к ультрафиолетовому излучению и антибактериальных свойствах.
Недавно команда под руководством Жэнь Юаньлиня из Тяньцзиньского технологического университета разработала многофункциональную ткань PET с превосходными огнестойкими, противокапельными, устойчивыми к ультрафиолетовому излучению и антибактериальными свойствами, сочетая процессы крашения с методами отделки ткани.
Сначала ткань PET была непосредственно окрашена хлоридом гемоцианина (HC) для получения окрашенной ткани PET (HC-PET). Затем HC-PET был обработан антипиреном на основе дубильной кислоты (TAPP) с использованием процесса пропитки-сушки-отверждения для получения огнестойкой ткани PET (FR-PET).
Общее тепловыделение (THR) и пиковая скорость дымообразования (PSPR) ткани были снижены на 22,8% и 49,7% соответственно, а предельный кислородный индекс (LOI) увеличился с 21% до 29,8%, продемонстрировав отличные огнезащитные свойства. Ткань не имела плавящихся капель при возгорании, что указывает на превосходные характеристики защиты от капель. Кроме того, значительно улучшились устойчивость ткани к ультрафиолетовому излучению и антимикробные свойства. Таким образом, это исследование представляет собой возможный метод получения многофункционального текстиля PET с красящими, огнестойкими, противокапельными, устойчивыми к ультрафиолетовому излучению и антибактериальными свойствами.
Принципиальная схема процесса подготовки
Принципиальная схема получения (а) HC-PET, (б) ТАПП и (в) FR-PE.
Огнестойкие и противокапельные механизмы
