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瑞士联邦材料科学与技术研究所（Empa）开发的一种新的化学工艺将棉花转变为耐火织物，但仍保留了棉花的亲肤特性。

最先进的阻燃棉纺织品会释放#甲醛#，穿着不舒服。Empa的科学家们设法通过在纤维内部创建一个物理和化学上独立的阻燃剂网络来规避这个问题。这种方法保留了棉纤维固有的积极特性，占世界服装和家用纺织品天然纤维需求的四分之三。棉花对皮肤是友好的，因为它能吸收大量水分，并在皮肤上保持良好的小气候。

对于消防员和其他应急服务人员来说，防护服是最重要的屏障。为此，棉花主要用作需要额外性能的内层纺织层：例如，它必须防火或防止生物污染物。然而，它不应该是疏水性的，这会造成不舒服的小气候。通过适当的化学改性，可以将这些附加性能植入棉纤维中。

耐久性与毒性的比较

“直到现在，让棉花防火一直是一个折中方案，”在Empa高级纤维实验室工作的化学家和聚合物专家Gaan说。工业上的耐洗阻燃棉是通过使用阻燃剂处理织物而生产的，阻燃剂与棉中的纤维素有化学联系。目前，纺织业别无选择，只能使用甲醛基化学品——而甲醛被列为致癌物。这是一个几十年来一直没有解决的问题。虽然基于甲醛的阻燃处理是耐用的，但它们还有其他缺点：纤维素的OH基团被化学堵塞，这大大降低了棉花吸水的能力，导致纺织品不舒适。

Gaan非常了解棉纤维的化学特性，并且工作多年，开发基于磷化学的阻燃剂，这些阻燃剂已在许多工业应用中得到应用。现在，他成功地找到了一种优雅而简单的方法，在棉花内部以独立网络的形式锚定磷。

释放药物的凝胶

新的磷化学还可用于开发其他材料，例如，制备可在pH值变化时释放药物的水凝胶。此类凝胶可用于治疗愈合缓慢的伤口。在这些伤口中，皮肤表面的pH值会增加，新的磷基凝胶会被触发释放药物或染料，提醒医生和护士注意这个问题。

棉纤维间的独立网络

Gaan和他的同事们利用了一种三功能磷化合物（三乙烯基氧化膦），它只能与特定添加的分子（氮化合物如哌嗪）反应，在棉花内部形成自己的网络。这使得棉花具有永久的耐火性，而不会阻挡有利的OH基团。此外，物理氧化膦网络也喜欢水。这种阻燃处理不包括致癌甲醛，因为在纺织品制造过程中，致癌甲醛会危害纺织工人。这样形成的氧化膦网络不会被洗掉：经过50次洗涤后，95%的阻燃网络仍然存在于织物中。

为了使开发的阻燃棉具有额外的保护功能，研究人员还将原位生成的银纳米颗粒加入织物中。这与生成氧化膦网络一起在一步过程中很好地工作。银纳米颗粒为纤维提供了抗菌性能，也能在50次洗衣循环中存活。

高压锅的高科技解决方案

“我们使用了一种简单的方法来固定纤维素内部的氧化膦网络，”Gaan说。“在我们的实验室实验中，我们首先用磷和氮化合物的水溶液处理棉花，然后在现成的压力锅中蒸煮，以促进磷和氮分子的交联反应。”应用过程与纺织工业中使用的设备兼容。Empa的化学家说：“在纺织工业中，染色、印花和整理后对纺织品进行蒸汽处理是一个正常的步骤。因此，应用我们的工艺不需要额外的投资。”

同时，这种新开发的磷化学及其应用受到专利申请的保护。“两个重要的障碍仍然存在，”Gaan说。“为了未来的商业化，我们需要找到一个合适的化学品制造商，能够生产和供应三乙烯基氧化膦。此外，三乙烯基氧化膦必须在欧洲注册。”

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