アルギン酸塩、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、および水酸化マグネシウム炎症剤とその触媒グラフィイト化のアルギン酸塩、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、および水酸化マグネシウムの層ごとの層ごとの層ごとの層ごとの層ごとの層ごとの集合体

アルギン酸塩（アルギン酸ニッケル、NIA;アルギン酸銅、CUA、アルギン酸亜鉛、ZNA）および3-アミノプロピルトリエトキシシラン（APTES）を、スプレー乾燥補助層のアセンブリ技術により、噴霧されたレイヤーアセンブリ技術により、水酸化マグネシウム（MH）表面に交互に堆積しました。効率的で環境的に良性の難燃剤（Ni-FR、Cu-FR、Zn-FRを含むM-FR）を製造します。m-frの形態、化学組成、および構造を調査しました。EVA28+MHと比較して50重量％の負荷で、EVA28+NI-FRのピーク熱放出率、煙生産率、およびCO生産率はそれぞれ50.78％、61.76％、66.67％減少しました。アルギン酸塩から生じる金属または金属酸化物ナノ粒子は、EVAの熱分解中間体をグラフェンとアモルファス炭素に触媒し、無機化合物（MHとAPTESの分解生成物）を結合し、より保護的なバーを形成する可能性があります。各M-FRについて、炎遅延と煙抑制効率は異なっていました。これは、3つのアルギン酸塩の多様な炭化とグラフィット化行動によって引き起こされました。ZNAはいくつかのZNO凝集を生成し、中間体のグラフィット化を触媒できませんでした。CUAの場合、触媒グラフィット化は、しっかりと結合したグラフェン層によって制限されていました。NIAに関しては、Ni原子の構成はNi基質と炭素の強力な結合を提供できませんでした。液体のようなNiナノ粒子は、硬いグラフェンシェルから再構築して脱出する可能性があるため、NIAの触媒グラフィット化は効率的で持続可能でした。この研究は、効率的な緑色の炎遅延剤を製造するためのシンプルで斬新な戦略を調査しながら、アルギン酸塩の触媒グラフィット化メカニズムを示しました。

Alginates (nickel alginate, NiA; copper alginate, CuA; zinc alginate, ZnA) and 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) were alternately deposited on a magnesium hydroxide (MH) surface by the spray-drying-assisted layer-by-layer assembly technique, fabricating some efficient and environmentally benign flame retardants (M-FR, including Ni-FR, Cu-FR, and Zn-FR). The morphology, chemical compositions, and structures of M-FR were investigated. With 50 wt % loading, compared with EVA28+MH, the peak heat release rate, smoke production rate, and CO production rate of EVA28+Ni-FR decreased by 50.78%, 61.76%, and 66.67%, respectively. The metals or metal oxide nanoparticles arising from alginates could catalyze the pyrolysis intermediates of EVA into graphene and amorphous carbon, which could bind the inorganic compounds (the decomposition products of MH and APTES) together and form some more protective barriers. For each M-FR, the flame retardant and smoke suppression efficiency were different, which were caused by the diverse carbonization and graphitization behaviors of three alginates. ZnA generated some ZnO aggregations and could not catalyze the graphitization of intermediates. For CuA, the catalytic graphitization was limited by the tightly binding graphene layer. As for NiA, the configuration of the Ni atom could not provide strong binding of Ni substrate and carbon. The liquid-like Ni nanoparticles could restructure and get out from firm graphene shells, so the catalytic graphitization of NiA was efficient and sustainable. This work displayed the catalytic graphitization mechanism of alginates while exploring a simple and novel strategy for fabricating efficient green flame retardants.