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棉纤维由于其柔软亲肤、吸汗透气和保暖卫生的特点,已经被广泛地应用于服装、家居家具、休闲和工业领域。然而,棉纤维的热稳定性和阻燃性能较低,极大地限制了其在某些特殊场合的应用。棉纤维容易燃烧从而引发火灾,会对人们的生命和财产安全造成巨大的损害。为了解决棉纤维易燃的问题,我们采用层层自组装技术,一种简易的组装方法对棉纤维进行功能性材料的组装,使棉纤维具有一定的阻燃性能。选用的体系主要是以海藻酸钾为基础的阻燃体系。海藻酸钾是一种来源于海洋生物的大分子,有研究表明海藻酸盐本身的燃烧最低需氧量LOI远高于棉纤维,具有一定的阻燃性。并且海藻酸盐的来源丰富,可降解,环境友好等特点使海藻酸盐目前在医学等领域应用广泛。研究内容主要分为三个体系,分别是:1、采用层层自组装技术在棉织物表面构筑壳聚糖(CH)/海藻酸钾(PA)阻燃涂层。通过红外光谱测试追踪自组装过程,发现自组装涂层呈现类似线性生长。热重结果表明,相比于纯棉织物,自组装涂层处理后的棉织物在测试后剩余较多的残炭,且残炭量随着自组装层数的增加而增多。垂直燃烧测试表明,CH/PA自组装涂层有效地降低了棉织物的燃烧时间,消除了阴燃现象。扫描电镜发现,涂敷后的棉织物在燃烧后,CH/PA自组装涂层形成膨胀型炭层,覆盖在棉纤维表面,阻隔内部棉纤维基体与外界热量和空气接触。2、采用层层自组装技术在棉织物表面构筑聚六亚甲基胍磷酸盐(PHMGP)/PA以获得环保型膨胀阻燃、抗菌多功能棉织物。通过傅里叶变换红外光谱监测组装涂层的生长,结果表明组装涂层随着涂敷层数的增加而呈现大致的线性增长。通过热重分析和垂直燃烧试验分析了涂敷前后棉织物的热稳定性和阻燃性。结果表明,组装涂层在棉纤维燃烧过程中促进炭的形成,减少燃烧时间,消除燃烧过程中的阴燃现象。扫描电镜发现,处理后棉纤维燃烧后表面出现了许多膨胀型气泡,表明PHMGP/PA自组装涂层属于膨胀型阻燃体系。抗菌定性与定量测试发现,组装涂层可以有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长,抑制作用随涂敷层数的增长而增加。3、采用层层自组装技术在棉织物表面构筑PHMGP/PA-碳管(CNT)自组装涂层以获得环保型膨胀阻燃、抗菌、导电的多功能棉织物。通过傅里叶变换红外光谱监测组装涂层的生长,结果表明组装涂层随着双层数的增加大致线性增长。电导率试验表明,由于在棉织物上形成了 CNT网络,组装涂层赋予了棉织物导电性。通过热重分析和垂直燃烧试验分析了涂敷前后棉织物的热稳定性和阻燃性,结果表明,组装涂层促进炭的形成,减少燃烧时间,消除燃烧过程中的阴燃现象。抗菌定性与定量测试表明,组装涂层可以有效抑制大肠杆菌的生长,抑制作用随涂敷层数的增长而增加。