随着科技的进步,众多具备独特性能的新型材料不断涌现,极大地丰富了人们的日常生活,并在基础设施建设领域得到了广泛应用。其中,聚硼硅氧烷因其别具一格的特性而深受研究者们的瞩目,在振动控制、能量吸收以及冲击防护等领域展现出广阔的应用前景。作为一种粘弹性聚合物,聚硼硅氧烷的动态共价网络结构是通过聚二甲基硅氧烷前体与硼酸之间可逆的硼-氧(B-O)键交联而成的。这种材料,也被称为剪切变硬胶(SSG),凭借其出色的剪切变硬效应以及动态B-O键所特有的频率依赖性可逆结合/解离特性,在多功能防护材料的研发中显露出了巨大的潜力。然而,SSG本身存在的自然蠕变现象,为其在防护领域的实际应用带来了不小的挑战。
图1. 复合丝线的制备过程及其基本性能表征
图2. 织物的拉伸性能
图3. 落锤抗冲击测试
图4. 织物应用
图5. 隔热性能和热成像测试
图6. 织物应用于火灾救援
这种高性能丝线能够编织成多种防护性织物(图6a),并且展现出卓越的弹性(图6b)。与市售的商用消防服相比,采用这种丝线编织的织物在力-热耦合防护性能方面表现更为出色(图6c和d)。此外,通过将导电丝线巧妙地融入编织织物中,并结合远程温度报警装置,实现了一种创新的火灾救援应用(图6g),为消防安全和救援工作提供了更为高效和智能的解决方案。
综上所述,本研究通过简便高效的熔融挤出技术,成功开发出一种兼具抗冲击与阻燃特性的高性能丝线。由其编织而成的织物不仅具备出色的力-热耦合防护效果,还能与导电丝线相结合,实现力/热双重报警功能。因此,这种高性能丝线及其编织的织物有望成为下一代防护型织物的佼佼者。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.156856
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