Многие страны уязвимы перед серьезными пожарами, хорошо знают масштабы ущерба, который огонь может нанести домам и другим зданиям. Новое эффективное и легкое покрытие также может подавлять возгорание в текстильной и авиационной промышленности.
Исследователи из Техасского университета A&M сообщили о разработке нового экологически чистого покрытия, которое делает деревянные строительные материалы огнестойкими. Исследование было представлено на весенней встрече Американского химического общества (ACS) на этой неделе.
Огнестойкое покрытие может использоваться для защиты строительных материалов, таких как деревянные стойки или древесно-стружечные плиты.
В ходе лабораторных испытаний древесина, обработанная новым покрытием, при горении выделяла меньше тепла и меньше дыма. На поверхности древесины быстро образуется слой угля, защищающий нижележащую структуру. Эти особенности, вероятно, существенно уменьшат ущерб от пожаров и замедлят их распространение.
«Этот тип обработки, который можно наносить погружением, распылением или обработкой давлением, может сделать дома намного безопаснее», — говорит Томас Колибаба, исследователь, возглавляющий разработку покрытия.
«Покрытие может уменьшить распространение пламени и образование дыма, что может ограничить ущерб и дать людям больше времени для эвакуации».
Древесина, обработанная покрытием (слева), лучше переносит пожар, чем необработанная древесина (справа). Фото: Ethan Iverson.
Новый материал относится к категории полиэлектролитных покрытий, которые ранее наносились на текстиль.
Как правило, этот тип покрытия создается путем погружения материала в раствор, содержащий полимер с большим количеством положительных электрических зарядов, затем в другой раствор, содержащий полимер с большим количеством отрицательных электрических зарядов, и повторения этого процесса несколько раз.
Положительные и отрицательные заряды в разных слоях растворов притягиваются друг к другу и образуют комплексы на поверхности материала. Это покрытие может останавливать или замедлять пламя, защищая материал под ним.
Однако этот подход не подходит для дерева. Поскольку древесина очень пористая, требуется слишком много времени, чтобы различные растворы впитались и образовали покрытие. Кроме того, древесина уже сравнительно тяжелая, поэтому добавление большого количества слоев покрытия может привести к дополнительным проблемам.
Поэтому исследователям пришлось пойти другим путем, чтобы сделать покрытие, подходящее для защиты дерева. Вместо чередующихся слоев положительно и отрицательно заряженных полимерных растворов в новом методе используется раствор, который содержит положительно заряженный полимер, под названием полиэтилениминин (PEI), мономер, под названием гидроксиэтил метакрилат фосфат (HMP), и третью молекулу, фотоинициатор, под названием дифенил(2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид (TPO).
Древесина погружается в раствор, а затем подвергается воздействию ультрафиолетового излучения в течение нескольких минут. УФ-излучение активирует TPO, что заставляет мономерные субъединицы HMP соединяться вместе, создавая новый отрицательно заряженный полимер. Затем положительный и отрицательный полимеры могут объединяться, образуя защитное покрытие без необходимости выполнения нескольких этапов.
Покрытие, созданное с помощью новой технологии, прозрачно и имеет толщину всего несколько микрометров, а это означает, что древесина с покрытием выглядит так же, но лишь немного тяжелее.
Молекулы в покрытии удерживаются вместе ковалентными химическими связями, которые прочнее ионных связей, присутствующих в более ранних полиэлектролитных покрытиях, поэтому команда ожидает, что обработка также будет водостойкой.
Исследователи предполагают, что его можно распылять на существующие деревянные конструкции с помощью ранцевого распылителя. Покрытие можно также наносить на другие материалы, такие как текстиль и пенополиуретан, применять для одежды, мебели и даже в авиации.
Источник: Cosmos
