隨著科技的進步,眾多具備獨特性能的新型材料不斷涌現,極大地豐富了人們的日常生活,并在基礎設施建設領域得到了廣泛應用。其中,聚硼硅氧烷因其別具一格的特性而深受研究者們的矚目,在振動控制、能量吸收以及沖擊防護等領域展現出廣闊的應用前景。作為一種粘彈性聚合物,聚硼硅氧烷的動態共價網絡結構是通過聚二甲基硅氧烷前體與硼酸之間可逆的硼-氧(B-O)鍵交聯而成的。這種材料,也被稱為剪切變硬膠(SSG),憑借其出色的剪切變硬效應以及動態B-O鍵所特有的頻率依賴性可逆結合/解離特性,在多功能防護材料的研發中顯露出了巨大的潛力。然而,SSG本身存在的自然蠕變現象,為其在防護領域的實際應用帶來了不小的挑戰。
圖1. 復合絲線的制備過程及其基本性能表征
圖2. 織物的拉伸性能
圖3. 落錘抗沖擊測試
圖4. 織物應用
圖5. 隔熱性能和熱成像測試
圖6. 織物應用于火災救援
這種高性能絲線能夠編織成多種防護性織物(圖6a),并且展現出卓越的彈性(圖6b)。與市售的商用消防服相比,采用這種絲線編織的織物在力-熱耦合防護性能方面表現更為出色(圖6c和d)。此外,通過將導電絲線巧妙地融入編織織物中,并結合遠程溫度報警裝置,實現了一種創新的火災救援應用(圖6g),為消防安全和救援工作提供了更為高效和智能的解決方案。
綜上所述,本研究通過簡便高效的熔融擠出技術,成功開發出一種兼具抗沖擊與阻燃特性的高性能絲線。由其編織而成的織物不僅具備出色的力-熱耦合防護效果,還能與導電絲線相結合,實現力/熱雙重報警功能。因此,這種高性能絲線及其編織的織物有望成為下一代防護型織物的佼佼者。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.156856
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