先进的阻燃棉纺织品会释放甲醛，穿着不舒服。Empa 的科学家通过在纤维内部创建一个物理和化学独立的阻燃剂网络，设法规避了这个问题。这种方法保留了棉纤维固有的积极特性，棉纤维占世界服装和家用纺织品对天然纤维需求的四分之三。棉花是皮肤友好的，因为它可以吸收大量的水分并在皮肤上保持有利的小气候。 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。出于此类目的，棉花主要用作需要附加特性的内部纺织层：例如，它必须防火或防止生物污染物。然而，它不应该是疏水的，否则会造成不舒服的小气候。这些额外的特性可以通过适当的化学改性来构建到棉纤维中。

耐久性与毒性

在 Empa 的高级纤维实验室工作的化学家和聚合物专家 Sabyasachi Gaan 说，直到现在，使棉花防火始终需要妥协。工业耐洗阻燃棉是通过用阻燃剂处理织物生产的，阻燃剂与棉中的纤维素发生化学连接。目前，纺织行业别无选择，只能使用基于甲醛的化学品——而甲醛被归类为致癌物。几十年来，这一直是一个未解决的问题。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 基团被化学封闭，这大大降低了棉花吸水的能力，从而导致纺织品不舒服。

Gaan 非常了解棉纤维的化学性质，并在 Empa 工作了多年，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使用。现在，他成功地找到了一种优雅而简单的方法，将磷以独立网络的形式固定在棉花内部。

棉纤维之间的独立网络

Gaan 和他的同事 Rashid Nazir、Dambarudhar Parida 和 Joel Borgst?dt 使用了一种三功能磷化合物（三乙烯基氧化膦），这种化合物只能与特定添加的分子（氮化合物，如哌嗪）发生反应，从而在棉花内部形成自己的网络。这使得棉花永久耐火，而不会阻断有利的 -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的甲醛，这会在纺织品制造过程中危及纺织工人。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。

为了使附加的保护功能的阻燃 性在电子探针开发棉花，研究人员还并入在织物内原位产生的银纳米颗粒。这在一步过程中与生成氧化膦网络一起工作得很好。银纳米粒子为纤维提供了抗菌性能，并且还能经受 50 次洗涤循环。

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熟，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。在染色、印花和整理后对纺织品进行汽蒸是纺织行业的一个正常步骤。因此，应用我们的工艺不需要额外的投资，Empa 化学家说。

同时，这种新开发的磷化学及其应用受到专利申请的保护。仍然存在两个重要障碍，Gaan 说，为了未来的商业化，我们需要找到一家合适的化学品制造商来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进行 REACH 注册。