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2026-04-30

仿生 3D 螺旋纳米纤维超织物:同步实现热管理与颗粒防护

苏州大学,发表于《Chemical Engineering Journal》,论文题目为《Boosting char formation in lignin aerogels via P单键N synergy: A route to flame retardancy and multifunctional performance》(《通过磷单键氮协同促进木质素气凝胶中的炭化生成:阻燃和多功能性能的路径》)。
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重点

本研究通过无溶剂机械化学法对木质素进行磷酰化改性,结合三聚氰胺 - 香兰素树脂构建磷 - 氮协同阻燃体系,成功制备SA/MV-PL 木质素复合气凝胶,该气凝胶实现极限氧指数 54.59%、UL-94 V-0 级的优异阻燃性能,同时兼具高热稳定性、低导热系数、强力学性能、疏水性与紫外防护性,是可替代传统石油基泡沫的绿色高性能保温阻燃材料。

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 图1  (a) SA/MV‑PL40 的制备示意图;(b) 磷酰化木质素的合成机理

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图2 (a) 磷酰化木质素(PL)的二维氢 - 磷异核多键相关谱(¹H‑³¹P HMBC)(b) 傅里叶变换红外光谱(FT‑IR)(c) X 射线光电子能谱(XPS)(d) 差示扫描量热曲线(DSC)(e) 热重分析曲线(TGA)(f) 热重微分曲线(DTG)

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图3 (a) 不同气凝胶样品的热重分析(TGA)曲线;(b) 热重微分(DTG)曲线(c) 海藻酸钠(SA)与 SA/MV‑PL40 样品的傅里叶变换红外光谱(FT‑IR)(d) 纯 SA、SA/MV 及 SA/MV‑PL40 的 O1s X 射线光电子能谱(XPS)(e) SA/MV‑PL40 的 P2p X 射线光电子能谱(XPS)(f) SA/MV 与 SA/MV‑PL40 的 N1s X 射线光电子能谱(XPS)
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图4 (a) 纯海藻酸钠(SA)和 (b) SA/MV‑PL40 的三维热重‑红外联用(3D TG‑IR)光谱;(c) 纯 SA 和 (d) SA/MV‑PL40 在不同温度下产生挥发物的红外(FTIR)光谱。

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图5 (a) 实物照片与扫描电镜(SEM)照片(b) 气凝胶放置在花朵上的照片(c) 展示 SA/MV-PL40 强度的实物照片(d) 轴向与 (e) 径向压缩应力 - 应变曲线(n≥3)(f) 轴向压缩循环曲线(n≥3)(g) 加热过程中不同材料表面温度分布的红外热像图(h) 表面温度汇总图

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图6 (a) 垂直燃烧测试(b)、(c) 极限氧指数(LOI)对比(d) 热释放速率(HRR)曲线(e) 总热释放量(THR)曲线(f) 性能对比雷达图(g) 产烟速率(SPR)曲线(h) 垂直燃烧后的扫描电镜(SEM)照片(i) 纯海藻酸钠(SA)与 (j) SA/MV‑PL40 的拉曼光谱 

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.176818

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