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  阻燃涂層在降低易燃高分子材料的火災威脅方面因其高效、方法簡單等優(yōu)勢受到越來越多的關注。阻燃涂層通過施加在高分子材料表面，將阻燃作用集中在材料界面實現(xiàn)高效阻燃。然而，現(xiàn)有的阻燃涂層通常在高濕、高溫或長期外擠壓等復雜應用條件下耐久性差。且經(jīng)阻燃涂層處理后的高分子材料在廢棄時通常無法有效回收利用，難以滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，亟待研發(fā)兼具高耐久性和可回收性的阻燃涂層材料。

圖1 可閉環(huán)回收、環(huán)境耐受的耐久阻燃仿生納米涂層

  在氫鍵和范德華力的相互作用下，具有親和性的PAM層穩(wěn)定均勻地鋪展在基體表面，通過與SEP的氫鍵絡合作用驅(qū)動絮凝組裝，PAM/SEP涂層快速沉積形成的獨特幾何形狀機械互鎖，增強涂層的附著力 (圖2)。PAM/SEP涂層憑借其強大的氫鍵內(nèi)聚力和獨特的微納互鎖結(jié)構，在復雜的應用環(huán)境下 (包括水下、化學品暴露、高溫、高濕、長期外力擠壓等) 能保持高穩(wěn)定性和耐久性 (圖3)。這種連續(xù)致密的PAM/SEP涂層在燃燒過程中形成雜化炭的強阻隔屏障抑制傳熱傳質(zhì)，大幅減少火災中FPUF的煙熱和有毒氣體釋放。與未處理泡沫相比，PAM/SEP涂層泡沫表現(xiàn)出良好的自熄性，峰值熱釋放速率和煙釋放速率分別降低了52%和72%。該絮凝組裝方法適用于多種無機粒子構建涂層，均表現(xiàn)出有效的隔熱抑煙作用 (圖4)。此外，超薄納米涂層發(fā)揮高效持久阻燃作用的同時最大限度地降低了對基材力學性能的影響。 

圖2 PAM/SEP涂層絮凝組裝過程示意圖

圖3 PAM/SEP涂層在各種情況下的環(huán)境耐受性和耐久性

圖4 PAM/SEP涂層泡沫的阻燃性能和阻燃機理

  通過簡單的pH調(diào)整和反復拆卸/重組，涂層的氫鍵和微觀互鎖結(jié)構可以被可逆破壞和重建。在不同pH條件下，主導驅(qū)動力的改變是實現(xiàn)可逆組裝的關鍵。當體系的pH值分別為酸性、中性或堿性時，各組分相應表現(xiàn)出強聚集性、適度絡合性和穩(wěn)定分散性，并根據(jù)pH值進行可逆相互轉(zhuǎn)化 (圖5)。因此，利用可逆絮凝組裝的PAM/SEP絡合體對pH值的刺激響應性使涂層既可回收又耐用。PAM/SEP涂層經(jīng)堿液浸泡后快速拆卸，中性環(huán)境重新組裝，涂層經(jīng)多次拆-裝循環(huán)的拆卸效率保持在96%左右，回收率接近97% (圖6)。本研究中由靜電力和氫鍵驅(qū)動的pH響應可逆絮凝組裝策略為表面涂層的可控回收再利用提供了解決思路。 

圖5 pH響應可逆組裝/解組裝過程示意圖 

圖6 PAM/SEP涂層的解組裝和再回收過程

  原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D3MH00720K