阻燃涂层在降低易燃高分子材料的火灾威胁方面因其高效、方法简单等优势受到越来越多的关注。阻燃涂层通过施加在高分子材料表面，将阻燃作用集中在材料界面实现高效阻燃。然而，现有的阻燃涂层通常在高湿、高温或长期外挤压等复杂应用条件下耐久性差。且经阻燃涂层处理后的高分子材料在废弃时通常无法有效回收利用，难以满足可持续发展的要求，亟待研发兼具高耐久性和可回收性的阻燃涂层材料。

图1 可闭环回收、环境耐受的耐久阻燃仿生纳米涂层

  在氢键和范德华力的相互作用下，具有亲和性的PAM层稳定均匀地铺展在基体表面，通过与SEP的氢键络合作用驱动絮凝组装，PAM/SEP涂层快速沉积形成的独特几何形状机械互锁，增强涂层的附着力 (图2)。PAM/SEP涂层凭借其强大的氢键内聚力和独特的微纳互锁结构，在复杂的应用环境下 (包括水下、化学品暴露、高温、高湿、长期外力挤压等) 能保持高稳定性和耐久性 (图3)。这种连续致密的PAM/SEP涂层在燃烧过程中形成杂化炭的强阻隔屏障抑制传热传质，大幅减少火灾中FPUF的烟热和有毒气体释放。与未处理泡沫相比，PAM/SEP涂层泡沫表现出良好的自熄性，峰值热释放速率和烟释放速率分别降低了52%和72%。该絮凝组装方法适用于多种无机粒子构建涂层，均表现出有效的隔热抑烟作用 (图4)。此外，超薄纳米涂层发挥高效持久阻燃作用的同时最大限度地降低了对基材力学性能的影响。 

图2 PAM/SEP涂层絮凝组装过程示意图

图3 PAM/SEP涂层在各种情况下的环境耐受性和耐久性

图4 PAM/SEP涂层泡沫的阻燃性能和阻燃机理

  通过简单的pH调整和反复拆卸/重组，涂层的氢键和微观互锁结构可以被可逆破坏和重建。在不同pH条件下，主导驱动力的改变是实现可逆组装的关键。当体系的pH值分别为酸性、中性或碱性时，各组分相应表现出强聚集性、适度络合性和稳定分散性，并根据pH值进行可逆相互转化 (图5)。因此，利用可逆絮凝组装的PAM/SEP络合体对pH值的刺激响应性使涂层既可回收又耐用。PAM/SEP涂层经碱液浸泡后快速拆卸，中性环境重新组装，涂层经多次拆-装循环的拆卸效率保持在96%左右，回收率接近97% (图6)。本研究中由静电力和氢键驱动的pH响应可逆絮凝组装策略为表面涂层的可控回收再利用提供了解决思路。 

图5 pH响应可逆组装/解组装过程示意图 

图6 PAM/SEP涂层的解组装和再回收过程

  原文链接：https://doi.org/10.1039/D3MH00720K