Actuellement, PET est largement utilisé dans diverses industries, notamment le textile, l'électronique et l'automobile, en raison de ses excellentes propriétés. Cependant, l'inflammabilité du PET peut présenter des risques pour la sécurité dans certaines conditions. Lorsqu'il est exposé à des flammes ou à des températures élevées, PET s'enflamme et présente de graves gouttes, ce qui non seulement intensifie l'incendie, mais provoque également de graves dommages secondaires à l'environnement et aux personnes. Pour améliorer la sécurité incendie de PET, il est nécessaire de conférer au matériau des propriétés ignifuges et anti-gouttes.
Généralement, PET est fonctionnellement modifié par des méthodes telles que la copolymérisation, le mélange et le traitement de surface. La copolymérisation est une méthode clé pour modifier PET. Ces dernières années,
des retardateurs de flamme ont fréquemment été mélangés avec PET pour améliorer sa résistance aux flammes. Par rapport à la copolymérisation et au mélange, les méthodes de traitement de surface, en particulier le processus de séchage au tampon, sont largement privilégiées dans la modification des surfaces textiles en raison de leur simplicité. Les retardateurs de flamme peuvent adhérer à la surface du tissu ou pénétrer à l’intérieur, formant un revêtement ignifuge par adsorption physique, liaison hydrogène ou réactions chimiques.
Les méthodes traditionnelles de traitement de surface présentent généralement une faible solidité. Dans la nature, les moules démontrent une excellente adhésion en raison de leur teneur élevée en groupes catécholes ; ces groupes forment non seulement un large éventail d'interactions physiques dynamiques, mais se réticulent également pour produire une certaine quantité de carbone résiduel, ce qui indique que les moules offrent de larges perspectives d'application pour la fonctionnalisation de la surface des tissus.
La teinture est une méthode de finition courante pour les textiles ; il confère non seulement des couleurs et des motifs riches aux textiles , mais permet également le développement d'autres propriétés supplémentaires selon les besoins. Les porphyrines sont de gros composés hétérocycliques dérivés d'organismes vivants qui jouent un rôle clé non seulement dans la catalyse et la conversion d'énergie, mais démontrent également un potentiel d'application unique en photodynamique. En raison de leurs excellentes propriétés de stabilité thermique et d’absorption des UV, les molécules de porphyrine peuvent améliorer efficacement la stabilité thermique et la résistance aux UV des matériaux polymères tels que le PET. En particulier, le chlorure d'hémocyanine (HC), une porphyrine contenant du fer et un pigment naturel présent dans le sang animal, peut servir de substitut aux nitrites et aux colorants synthétiques dans les produits carnés. Les anneaux porphyrines hautement conjugués dans la structure moléculaire de HC peuvent générer de fortes interactions par empilement π-π. La présence de cette structure de réseau physique restreint efficacement le mouvement des chaînes moléculaires PET, améliorant ainsi sa résistance à l'affaissement. Ces dernières années, les biomacromolécules ont été activement utilisées dans la modification ignifuge des matériaux, l'acide tannique (TA) faisant l'objet d'une large attention en raison de sa structure chimique unique. Ses propriétés efficaces ignifuges sont attribuées à la couche de charbon formée par des groupes hydroxyle phénoliques et des structures cycliques benzéniques lors de la pyrolyse. De plus, les groupes hydroxyle phénoliques de l'acide tannique peuvent absorber efficacement le rayonnement ultraviolet (UV), réduisant ainsi les dommages causés au matériau par les UV, tout en inhibant également la croissance de diverses bactéries, jouant ainsi un rôle positif dans la résistance aux UV et les performances antibactériennes.
Récemment, une équipe dirigée par Ren Yuanlin de l'Université de technologie de Tianjin a développé un tissu multifonctionnel PET doté d'excellentes propriétés ignifuges, anti-gouttes, résistantes aux UV et antibactériennes en combinant des processus de teinture avec des techniques de finition des tissus.
Tout d'abord, le tissu PET a été directement teint avec du chlorure d'hémocyanine (HC) pour produire un tissu PET teint (HC-PET). Le HC-PET a ensuite été traité avec un ignifuge à base d'acide tannique inspiré des moules (TAPP) en utilisant un processus d'imprégnation-séchage-durcissement pour produire un tissu ignifuge PET (FR-PET).
Le dégagement de chaleur total (THR) et le taux de production de fumée maximale (PSPR) du tissu ont été réduits respectivement de 22,8 % et 49,7 %, tandis que l'indice limite d'oxygène (LOI) a augmenté de 21 % à 29,8 %, démontrant d'excellentes propriétés ignifuges . Le tissu ne présentait aucune gouttelette fondante lors de l'inflammation, ce qui indique une performance anti-goutte supérieure. En outre, la résistance aux UV et les propriétés antimicrobiennes du tissu ont également été considérablement améliorées. Par conséquent, cette étude fournit une méthode réalisable pour la préparation de textiles PET multifonctionnels dotés de propriétés de teinture, ignifuges, anti-gouttes, résistantes aux UV et antibactériennes.
Diagramme schématique du processus de préparation
Diagramme schématique de la préparation de (a) HC-PET, (b) TAPP et (c) FR-PE.
Mécanismes ignifuges et anti-gouttes
