生物基Ti3C2Tx/镍钴层状双氢氧化物/木质素磺酸钠复合体系：实现EVA材料超高效阻燃与光热转换双功能

为解决EVA（乙烯-醋酸乙烯酯）材料易燃、烟雾释放量大等问题，研究人员创新性地构建了Ti3C2Tx/NiCo LDHs/LS（镍钴层状双氢氧化物/木质素磺酸钠）多组分协同阻燃体系。该体系通过MOFs（金属有机框架）衍生的NiCo LDHs纳米片均匀锚定于Ti3C2Tx表面，结合LS改性提升疏水性，在5 wt%低添加量下实现LOI（极限氧指数）28.6%、UL-94 V-0级阻燃，并显著降低热释放率（PHRR下降26.9%）和烟雾生成（TSP减少13.4%），同时具备优异的光热转换性能，为智能防火材料开发提供新思路。

　　

研究背景与意义
乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）因其柔韧性和加工性能广泛应用于电缆、包装等领域，但其易燃性和燃烧时释放的有毒烟雾严重制约了其在防火安全场景的应用。传统卤系阻燃剂因环境毒性已被禁用，开发高效无卤阻燃体系成为研究热点。MXene材料Ti₃C₂T_x虽具有优异的阻燃性能，但纳米片易团聚且与聚合物相容性差；层状双氢氧化物（LDHs）虽能催化成炭，但传统LDHs界面性能不佳。如何通过材料设计协同解决上述问题，成为突破EVA阻燃技术瓶颈的关键。

研究方法
国内研究团队通过MOFs衍生的NiCo LDHs纳米片均匀负载于Ti₃C₂T_x表面，并利用生物基木质素磺酸钠（LS）进行疏水改性，构建了Ti₃C₂T_x/NiCo LDHs/LS三元杂化体系。采用XRD、SEM等技术表征材料结构，通过极限氧指数（LOI）、锥形量热（CCT）等测试评估阻燃性能，并结合光热实验分析多功能特性。

研究结果

1. 材料结构与界面特性
   XRD显示Ti₃C₂T_x的（002）峰向低角度偏移，证实NiCo LDHs成功插层；LS改性使水接触角从21.7°提升至63.4°，显著改善与EVA的相容性。

2. 阻燃性能突破
   5 wt%添加量下，复合材料LOI达28.6%，通过UL-94 V-0级；锥形量热显示PHRR和PSPR分别降低26.9%和29.3%，残炭量较纯EVA提高4.1倍。LS与过渡金属协同催化形成高石墨化炭层，实现气相（自由基淬灭）和凝聚相（物理屏障）双相阻燃。

3. 多功能性能
   复合材料展现高效光热转换能力，太阳光下升温速率显著，为智能防火系统提供可能。

结论与展望
该研究通过MOFs模板法和生物基LS改性，构建了兼具超高效阻燃与光热转换功能的EVA复合材料。NiCo LDHs的均匀负载解决了MXene团聚问题，LS不仅替代有毒添加剂，还协同提升炭层质量。成果发表于《Polymer Degradation and Stability》，为开发可持续高性能阻燃聚合物提供了可规模化推广的设计范式，在航空航天、建筑防火等领域具有重要应用前景。