| 天然蛋白杂化硅溶胶阻燃棉织物的制备及燃烧性能分析 |
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| 引用本文： | 周松涛,尤飞,范丹丹,皇甫文豪.天然蛋白杂化硅溶胶阻燃棉织物的制备及燃烧性能分析[J].火灾科学,2019,28(4):252-262. |
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| 作者姓名： | 周松涛 尤飞 范丹丹 皇甫文豪 |
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| 作者单位： | 南京工业大学安全科学与工程学院江苏省城市与工业安全重点实验室,南京,210009;南京工业大学火灾与消防工程研究所,南京,211800;南京工业大学安全科学与工程学院江苏省城市与工业安全重点实验室,南京,210009 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51376089) |
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| 摘 要： | 采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体、乙醇(C_2H_5OH)为溶剂、盐酸(HCl)为催化剂,1-γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为偶联剂制备SiO_2单一、复合和明胶(C_(102)H_(151)O_(39)N_(31))杂化溶胶,利用激光粒度仪对溶胶粒径进行测定。采用浸渍-烘焙过程将溶胶后整理棉织物。利用热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)对整理前后棉织物热解特性、阻燃性能、表面微观形貌、表面元素组成和官能团分布进行测试和表征,探讨明胶杂化溶胶阻燃效应和机理。结果发现:溶胶粒径分布表明纳米SiO_2-KH570-明胶之间发生了化学键紧密结合,缩合生成Si-O-Si和氢键;SEM、FTIR和XPS分析表明具有明胶杂化组分的硅基溶胶在织物表面形成紧密涂层,呈现一定化学结合状态;TG分析表明,该结合状态对热稳定性影响显著,杂化溶胶后整理织物热解残炭率较原始棉织物提高872%,SiO_2-KH570和SiO_2-明胶复合溶胶体系间存在协效性;LOI分析表明,SiO_2-KH570-明胶杂化溶胶阻燃效应最佳,LOI最高为25.2,对应ΔLOI/Δm最高为4.80 g~(-1),SiO_2单一溶胶和明胶及SiO_2-KH570复合溶胶和明胶间体现明显协同效应;明胶可单方面提升SiO_2单一溶胶及SiO_2-KH570复合溶胶的凝胶化效应,促进三维微观骨架涂层结构形成,提升燃烧过程中棉织物脱水成炭作用。
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| 关 键 词： | 溶胶-凝胶法 明胶 纯棉织物 后整理 阻燃机理 |
Preparation and combustion properties of natural protein hybrid silica sol flame retardant cotton fabric |
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| ZHOU Songtao,YOU Fei,FAN Dandan,HUANGFU Wenhao.Preparation and combustion properties of natural protein hybrid silica sol flame retardant cotton fabric[J].Fire Safety Science,2019,28(4):252-262. |
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| Authors: | ZHOU Songtao YOU Fei FAN Dandan HUANGFU Wenhao |
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| Institution: | School of Safety Science and Engineering, Nanjing Tech University, Key Laboratory of City and Industrial Safety in Jiangsu Province, Nanjing 210009, China;Nanjing Tech University, Institute of Fire Science and Engineering, Nanjing 211800, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Sol-gel process Silica-based gelatin hybrid sol Cotton fabric Flame retardant mechanism Synergistic effect |
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