美国化学学会
与裸木(右)不同，涂层木材(左)可以抵抗火焰，限制火灾损失
鸣谢:伊森·艾弗森 毁灭性的住宅火灾和野火造成了严重的人员伤亡和财产损失
今天，研究人员将报告一种新型涂层，这种涂层可以限制建筑用木材的易燃性，有可能提供更多的时间逃离火灾，并抑制火灾的蔓延
这种环保阻燃剂也可用于其他易燃材料，如纺织品、聚氨酯泡沫和3d打印零件
研究人员将在今天的美国化学学会春季会议上展示他们的成果
根据国家消防协会的数据，家庭火灾占火灾死亡的大多数，每年导致数十亿美元的财产损失
添加防火喷头和烟雾探测器会有所帮助，但另一种方法是降低建筑材料的易燃性
这是托马斯·科利巴巴博士的目标
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他正在为这些材料开发一种新的涂层
他说:“这种处理方法可以通过浸泡、喷洒或压力处理来沉积，可以使房屋更加安全。”
“这种涂层可以减少火焰蔓延和烟雾产生，从而减少损失，给人们更多的时间撤离
“不像目前大多数的阻燃处理，它的成分是环境友好的，而且成本可能更低，”杰米·格伦兰博士指出
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，该项目的首席研究员
Kolibaba作为研究生和博士后在德克萨斯A&M大学Grunlan的实验室进行了这项研究，基于该小组在2009年发明的聚电解质涂层技术，后来由其他研究人员扩展
这些涂层中的大多数是通过将织物或其它物品浸入含有一种聚合物的溶液中形成的，该聚合物上带有大量正电荷，随后浸入含有另一种聚合物的溶液中，该聚合物带有大量负电荷，然后重复这些步骤以达到所需的厚度
相反的电荷将交替层中的聚电解质分子吸引到一起，在物品表面形成复合物，形成可以灭火的涂层
Kolibaba希望将这种处理方法扩展到木材，但这种多步骤的过程对制造商来说并不可行，因为木材需要太长时间来吸收这些化学物质
通过进一步的研究，他采用了另一种Grunlan技术，从而将步骤数减少到两个:一次浸泡以涂覆木材，然后浸泡在不同的溶液中，通过改变pH值来固化涂层
但是第二种解决方案总是变得一团糟，所以简化的流程对于工业或消费应用来说仍然不方便
在最新的修改中，将在2022年春季的ACS上展示，Kolibaba用一种程序克服了这个问题，他说这种程序很容易被行业或消费者采用
他将胶合板浸入含有带正电荷的聚合物聚乙烯亚胺(PEI)、单体甲基丙烯酸羟乙酯磷酸盐(HMP)和光引发剂TPO的水溶液中
他没有将木材浸泡在第二种溶液中固化，而是将其暴露在紫外线下几分钟
这导致TPO将HMP变成带负电的聚合物，然后与PEI形成聚电解质复合物
最终的涂层是透明的，只有几微米厚，所以它不会改变木材的外观，只会略微增加其重量
在实验室火焰测试中，经过处理的木材降低了燃烧过程中释放的热量，并迅速形成了一层焦炭表层，保护了下面的木材——这一特征可以限制火灾的破坏和蔓延
“它还减少了56%的烟雾产生，这是一个不同寻常的大幅度，”Kolibaba说
与该团队之前通过离子键结合在一起的涂层不同，这种涂层是共价键合的
因此，格伦兰希望它能够防水——因此耐用——还可能防水和抗真菌
工业用户可以涂覆建筑材料，如木钉和其他框架，或定向刨花板(一种类似于刨花板的工程木材)
Kolibaba说，房主可以使用背负式喷雾器来保护现有的结构，如栅栏或谷仓，这些结构已被证明会传播野火
Grunlan说，其他潜在的应用包括用于服装、家具、汽车和航空领域的纺织品和聚氨酯泡沫
Kolibaba补充说，紫外线固化的聚电解质也可以用作制造3d打印零件的树脂，这种零件在用传统树脂制造时是易燃的
他指出，这在国际空间站等航天环境中尤其有益
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