生物基多酚介导的氧化/希夫碱双交联策略构建高阻燃抑烟纳米涂层

（编辑推荐）本研究创新性地提出基于生物基多酚（PH）与三聚氰胺（MEL）的氧化自聚合/希夫碱（Schiff base）双交联策略，通过简易一锅法原位浸渍工艺，在聚氨酯泡沫（PUF）表面构建多功能纳米阻燃涂层。该涂层通过自由基淬灭、惰性气体稀释和石墨化富碳屏障等多重协同机制，使泡沫热释放率降低58.4%、烟雾排放减少72.9%，同时保持基材机械完整性，为绿色制备高性能生物基阻燃材料提供新范式。

　　

Highlight

本研究通过pH刺激和氧化诱导，使原儿茶醛（PH）在泡沫基体上原位自聚合形成粘附基底，其醛基进一步与三聚氰胺（MEL）氨基反应，获得含多羟基芳香希夫碱的双交联阻燃纳米涂层（PH/MEL）。这种巧妙设计的双交联策略兼容简易的一锅法原位浸渍工艺，赋予聚氨酯泡沫卓越的防火安全性。

Fabrication and structural characterization of the PH/MEL coated foam

功能单元柔性组装、高性能阻燃性和环保制造工艺是优质防火涂料的关键标准。我们展示了一种基于多酚自聚合特性与活性胺类希夫碱反应的双重组装策略，形成的双交联纳米网络具有多重阻燃效应、保形粘附性和强界面结合力。通过调节PH与MEL的摩尔比（3:1至1:3），系统研究了涂层组成对阻燃性能的影响。傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了C=N键（1635 cm^?1）和芳香环（1510 cm^?1）的特征峰，X射线光电子能谱（XPS）N1s谱显示质子化亚胺（399.1 eV）和三级氮（401.3 eV）的存在，验证了双交联网络的成功构建。扫描电镜（SEM）显示涂层在PUF表面形成均匀致密的纳米级覆盖层（厚度~850 nm），能有效隔绝热量与质量传递。

Conclusions

该工作展示了一种简易的氧化自聚合/希夫碱组装策略，通过原儿茶醛-三聚氰胺组分的协同阻燃机制（包括自由基淬灭、惰性气体稀释和石墨化屏障形成），使聚氨酯泡沫具备快速自熄特性且无熔滴现象。值得注意的是，这种双交联纳米涂层结构使处理后的泡沫热释放峰值（pHRR）降低58.4%，总烟释放量（TSP）减少72.9%，同时保持基材90%以上的压缩回弹率。该策略将加工简便性与环境友好性相结合，为设计高性能生物基阻燃涂层建立了新范式。