氨基酸黏土-铜植酸盐杂化涂层：纺织品阻燃可持续解决方案

针对棉织物易燃性引发的火灾风险，印度理工学院古瓦哈提分校团队受传统泥浆防火启发，开发了由氨基酸黏土(AC)和铜植酸盐(PA-Cu)组成的双层环保阻燃涂层。通过浸渍法处理的棉织物极限氧指数(LOI)达61.3%，垂直燃烧测试中实现瞬时自熄，为纺织业提供了可持续阻燃新策略。

　　

火灾是全球范围内造成人员伤亡和财产损失的主要原因之一，其中易燃纺织品尤其是棉织物因广泛使用和高可燃性成为重大隐患。传统卤素阻燃剂虽有效但会释放有毒气体，而生物基材料如植酸(PA)因其28%的磷含量和螯合金属特性成为研究热点。印度理工学院古瓦哈提分校的Ritvika Kushwaha团队受印度传统泥浆防火智慧启发，在《Progress in Organic Coatings》发表研究，开发出结合氨基酸黏土(AC)和铜植酸盐(PA-Cu)的双层阻燃系统。

研究采用浸渍法依次施加AC和PA-Cu涂层。AC作为氨基功能化镁页硅酸盐(R₈Si₈Mg₆O₁₆(OH)₄)，通过层状结构形成隔热屏障；PA-Cu复合物则通过催化脱水碳化和捕获自由基实现气相阻燃。关键技术包括：1)AC合成中的溶胶-凝胶法；2)PA-Cu复合物制备；3)浸渍涂层工艺优化；4)极限氧指数(LOI)和垂直燃烧测试评估。

【结果与讨论】
材料制备：AC通过APTES与MgCl₂·6H₂O水解缩合制得，PA-Cu通过植酸与磷酸铜反应形成。

阻燃性能：涂层棉LOI值达61.3%（未处理棉仅18%），垂直燃烧测试显示火焰接触后立即自熄且无阴燃。热重分析显示700°C时残炭量显著提升，证实涂层促进成炭作用。

作用机制：AC层通过物理屏障延缓热传递，PA-Cu在固相催化脱水形成炭层，在气相释放磷自由基淬灭H·/OH·自由基。铜离子增强炭层稳定性，形成"陶瓷化"保护层。

【结论】
该研究首次将AC应用于阻燃领域，结合PA-Cu创造性地构建了仿生双层防护系统。其61.3%的LOI值远超商业阻燃剂标准（26-28%），且避免卤素阻燃剂的毒性问题。从传统智慧到现代创新的转化，为纺织业提供了可持续解决方案，兼具环境友好（生物降解性）与经济性（简单浸渍工艺），对建筑、交通等领域的防火安全具有重要应用价值。