仿生酚醛类阻燃纳米涂层用于柔性聚氨酯泡沫

开发了一种高效、环保且水性应用的基础聚多巴胺（PDA）的阻燃表面纳米涂层，适用于泡沫材料，如聚氨酯（PU）。该PDA纳米涂层通过简单的浸涂法在水相多巴胺溶液中沉积，包含一个平面子层和一个次级颗粒层结构，这两者共同演变，最终形成一个致密、均匀且符合的层，覆盖所有泡沫表面。与众所周知在没有阻燃添加剂的情况下极易燃烧的柔性PU泡沫相比，微量燃烧量热法（MCC）和热重分析（TGA）确认纯PDA相对难燃，且具有形成碳质、孔隙炭的强烈倾向，这对阻燃极为有利。通过将PDA纳米涂层沉积到柔性PU泡沫上，泡沫的易燃性显著降低，并随着涂层厚度的增加而减少。对于最厚的涂层（3天的PDA沉积），泡沫在火焰点燃测试中迅速自熄，且其原始形状在暴露于火焰后完全保持。除了PDA的炭形成能力外，假设其酚羟基单元可能捕获附近的自由基，这些自由基通常会对周围材料造成攻击，从而演变出额外的燃料供火焰使用。PDA的这种多重阻燃作用（即炭形成 + 自由基捕获）使得阻燃泡沫的峰值热释放速率（P-HRR）显著减少（高达67%），相较于对照泡沫，表现出比文献中报告的许多常规添加剂在可比或更高负载下更好的性能.