磷/氮/硅协同涂层协同增强聚乳酸织物的阻燃性与疏水性机制研究

本研究通过多巴胺（DA）、单宁酸（TA）、乙烯基三甲氧基硅烷（VTS）和植酸（PA）的溶液浸渍法，在聚乳酸（PLA）织物表面构建磷/氮/硅协同阻燃涂层，显著提升其阻燃性（LOI达29.3%，UL-94 V-0级）与疏水性，为多功能PLA纺织品在家居装饰及工业织物领域的应用提供新策略。

　　

Section snippets

Materials

氨水、植酸（PA）、多巴胺（DA）和单宁酸（TA）购自Adamas Reagents；乙烯基三甲氧基硅烷（VTS）采购自Meryer（上海）生化科技有限公司；无水乙醇（分析纯）和氢氧化钠由国药集团化学试剂有限公司供应；聚左旋乳酸（PLLA）织物来自江苏骏马高纤股份有限公司研究院（D-丙交酯含量低于0.5 wt%，分子量Mw = 219,935）。

Microscopic morphology and chemical structure of PLA fabric coating

通过SEM-EDS对PLA织物表面形貌和元素组成进行分析。图2A-E显示，未改性PLA织物的纤维彼此独立，表面光滑且轮廓清晰。经PDA、TA、PA和VTS处理后，纤维间出现薄层粘附特征。随着VTS用量增加，纤维轮廓逐渐模糊，表面附着物增多，但织物仍保持多孔结构。

Conclusion

本研究通过简单环保的溶液浸渍法成功制备了多功能PLA织物。实验结果表明，3VTS-7PA/PDA@PLA织物表现出优异阻燃性，其限氧指数（LOI）达29.3%，垂直燃烧等级为V-0。与纯PLA织物相比，其微燃烧和锥形量热测试中的热释放速率（HRR）分别降低68.3%和66.1%，总热释放量（THR）降低68.2%。