Bioinspired phosphorus-free and halogen-free biomass coatings for durable flame retardant modification of regenerated cellulose fibers

阻燃剂 莱赛尔 化学 纤维素 高分子化学 螯合作用 烧焦 纤维素纤维 聚酯纤维 化学工程 有机化学 热解 纤维 工程类
作者
Yansong Liu,Jieyun Zhao,Xi Yu,Yuanlin Ren,Xiaohui Liu
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier]
卷期号:259: 129252-129252 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2024.129252
摘要

Inspired by mussel adhesion and intrinsic flame retardant alginate fibers, a biomass flame retardant (PPCA) containing adhesive catechol and sodium carboxylate structure (-COO−Na+) based on biomass amino acids and protocatechualdehyde was designed to prepare flame retardant Lyocell fibers (Lyocell@PPCA@Na). Furthermore, through the substitution and chelation of metal ions by PPCA in the cellulose molecular chain, flame retardant Lyocell fibers chelating copper and iron ions (Lyocell@PPCA@Cu, Lyocell@PPCA@Fe) were prepared. Compared with the original sample, the peak heat release rate (PHRR) and total heat release (THR) for modified Lyocell fibers were significantly reduced. In addition, the modified sample exhibited a certain flame retardant durability. TG-FTIR analysis showed that the release of flammable gaseous substances was inhibited. The introduction of Schiff bases and aromatic structures in PPCA, as well as the decomposition of carboxylic metal salts were beneficial for the formation of char residue containing metal carbonates and metal oxides to play the condensed phase flame retardant effect. This work develops a new idea for the preparation of eco-friendly flame retardant Lyocell fibers without the traditional flame retardant elements such as P, Cl, and Br.
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