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全美首份煤电厂污染报告出炉，地下水有毒渗透触目惊心

当地时间3月4日，位于美国华盛顿的环境保全组织（Environmental Integrity Project，EIP）首次发表了全美煤电厂所产生残渣对地下水污染情况的报告----《煤炭的有毒遗产》（Coal's Poisonous Legacy）。报告显示，在全美范围内几乎每座煤电厂都在不同程度地污染地下水，持续发生有毒渗透。

《煤炭的有毒遗产》共汇总了全美265家煤电厂根据美国环保署（EPA）强制要求提供的地下水检测数据。其中，242家煤电厂的地下水中至少有一种污染物超标，占总数的90%。有4种或以上污染物超标的煤电厂占总数的54%。

这265家煤电厂所提供的数据覆盖40个州，煤灰堆放场包括348个灰池和210个干式储灰场。数据表明，60%的煤电厂地下水锂超标，55%硫酸超标，52%砷超标，49%钴超标。而由于半数以上煤电厂地下水中有4种以上污染物超标，其致癌性、神经损害和生态损害的总风险高于任何一种单一污染物的相关风险。

EIP的律师罗斯（Abel Rus）对《卫报》表示：“污染无处不在。我们最担心的是，这可能是一个几十年或几个世纪的问题。因为一旦污染物从煤灰渗到水中就很难排出。”

煤灰污染威胁低收入社区

首先，煤电厂使用煤炭发电后产生的残留物统称为煤灰（coal ash, 也叫作coal combustion residuals, 简称ccr）。美国煤灰联合会（American Coal Ash Association）的数据显示，2017年全美产生煤灰1.1亿吨，装上火车的话足以从北极绕到南极。煤灰有两种主要储存形式：一种是与水混合和被运到没有隔离的洼地，形成“灰池”（impoundments）。另一种是直接堆积，形成干式储灰场。简言之，堆放煤灰的场所可统称为煤灰堆放场。而据环保组织地球正义（Earth Justice）提供的数据，美国70%的煤灰堆放场位于低收入社区附近。

报告显示，煤灰本身包含多种致癌物和损害神经物质，如汞、锂、铅、砷。如果无法和地下水百分之百隔离，这些污染物便会通过溶淋（leaching）的过程下渗进地下水，进而直接威胁人类饮用水的安全。被污染的地下水还会流动到河流和湖泊影响鱼类等水生物，从而通过食物链威胁人类的健康。

在《煤炭的有毒遗产》报告中，研究人员将4600多口监测井所获得的地下水数据与环保署的安全标准进行了对比。结果发现，不论是灰池还是干式储灰场都对地下水构成了严重威胁。其中污染最严重的十个煤电厂附近地下水的污染物超标100到500倍不等。它们分布在北卡罗来纳州、怀俄明州、宾夕法尼亚州、田纳西州、犹他州、马里兰州、密西西比州和肯塔基州。

Brandywinde干式储灰场距离首都华盛顿东南只有19公里，这里的地下水中有8种污染物超标。其中，会对神经系统、肾脏和甲状腺等造成损伤的锂元素超标100倍。

来自“地球正义”的高级律师埃文斯（Lisa Evans）对《卫报》表示，煤灰造成的广泛污染应该是“给国家敲响的警钟”。

她说：“利用行业自身所提供的数据，我们证明了煤电厂几乎在它们运营的任何地方都在污染地下水。”

田纳西煤灰泄漏灾难与EPA规定

美国环保署要求全美煤电厂开始检测地下水的规定始于2008年的一场灾难。

当年12月，田纳西州TVA金斯顿化工厂（TVA Kingston）煤灰堤坝破裂，420万立方米（540万立方码）的煤灰泄漏，覆盖了当地131公顷（300英亩）的土地，摧毁房屋数十间。最重要的是，在长达七年的清理工作中，清理工人被告知煤灰并无毒害因此没有采取任何防护措施。据今日美国有线网报道，截至2018年3月，该事故共造成30余名清理工人死亡，200余名清理工人罹患各种疾病，各种相关诉讼达180起。

鉴于田纳西州惨痛的教训，2015年4月，奥巴马政府颁布了首个处置煤灰的联邦法规，也称《煤灰规则》（Disposal of Coal Combustion Residuals from Electric Utilities，简称 Coal Ash Rule）。《煤灰规则》规定了对煤灰堆放场（包括灰池和干式储灰场）对地下水的监测要求，并要求电力公司从2018年3月起向公众提供这些数据。

2018年3月，美国大多数煤电厂在网上公布了它们的监测数据。这些数据包括了至少8轮的监测记录，且煤电厂也根据环保署的要求重点检测了21种特定污染物的含量。

虽然获得真实数据已经向解决问题迈进了一大步，但目前美国煤电厂附近地下水的污染情况确实令人触目惊心。为此，EIP在报告中为美国政府提出了以下几点建议。

1 对煤灰堆放场进行全面监管。由于数据已经证明大多数某电厂的地下水都受到了煤灰的毒害，要想恢复地下水质量的唯一方法就是控制所有煤灰污染来源。

2 提高透明度。根据联邦法律，公众有权利获得根据《煤灰规则》获得地下水质量数据。但是，数据所有者常常将数据隐藏在厚厚的实验室报告中，或者根本不发布这些数据。美国环保署和各州政府应该要求公布电子版报告，或要求对数据进行有效的总结。

3 更多的监控。美国环保署和各州应要求对所有可能受到煤灰影响的住宅用水和地表水进行测试。这是充分了解对煤灰堆放场人类健康和水生生物的威胁的唯一途径。

4 密切关注有色人种和低收入社区的污染并及时提供援助，以确保饮用水的安全来源。在必要时提供技术监督和执法，以确保充分清理污染物。

5 要求所有的煤灰堆放场“在高处保持干燥”。由于地下水中没有任何物质可以防止污染物从煤灰中不断淋溶，煤灰与地下水的直接接触等同于灾难。含水层和附近的地下水将世世代代不再安全。

EPA要求重点监测的污染物

砷：可能致癌，并会对儿童的神经和皮肤造成损伤。

硼：与发育和生殖毒性有关，对水生生物也有毒性。

镉：可致肾脏损伤，并可能致癌。对鱼类有重大生态威胁。

钴：与血液疾病、甲状腺损害相关。

铬：六价铬的形态可以在低剂量时就引起癌症和肝脏损害。

氟化物：一种神经毒素。也可以引起牙齿和骨骼的损害，并可能致癌。

铅： 强效的神经毒素，可能致癌。对儿童来说没有所谓“安全水平的铅接触”。

锂：可导致肾脏损害、神经损害、甲状腺功能下降和出生缺陷。

汞：一种强有力的神经毒素，在水生食物链中累积。因此即使地下水中汞的浓度好于饮用水标准，在食物链的影响下汞也对人类构成很大风险。

钼：与痛风样症状有关，在实验动物中与生殖毒性有关。

镭：镭的同位素，镭-226和镭-228是强放射性和致癌的金属。

硒：在水生食物链中积累，对鱼类有毒。通过食用鱼类硒可能会影响皮肤、血液和神经系统。美国环保署指出，在涉及地表水的实际污染案例中，硒是“最普遍”也是最令人关切的成分。这些污染案例通常涉及鱼类死亡或鱼类中毒，并已在北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和得克萨斯州等地被“广泛研究”。

铊：造成肝肾损害和脱发。

大脚轰油门，真的能清除积碳吗？为什么我的车反而积碳更严重了？

经常大脚轰油门，如果没掌握方法，反而会让积碳越来越多。

轰油门方法不当，只会让积碳更严重

大脚轰油门，如果就是深踩油门，然后放开，「轰~」放开，「轰~」放开，既浪费油又无法清除积碳。

河北工业大学胡新强有篇硕士论文，分享给你，《汽油机电控燃油喷射系统ECU技术研究》，上面说。

ECU会在发动机需要高转速的情况下，加浓混合气，喷油量比正常的是高10%到30%的。

如果一脚一脚「轰轰轰」这么来，就会造成刚喷出来的加浓混合气无法完全燃烧，从而堆积在缸内形成了新的积碳。

就好像：大家网上面能看得到，那些超跑在原地轰油门，排气管不是「杠杠杠 嘚啷当当」，会喷火的，是吧？其实就是燃烧不充分。

保持转速3000转以上，持续行驶拉高速的同时轰油门

对于家用车来说，想要轰油门“清积碳”还是有一定窍门的，掌握方法后，才能起到一定的清除积碳的作用。

吉训专在《环球市场》期刊上发表了一篇论文，《浅谈电喷发动机积碳产生的原因、危害与预防措施》，上面说。

高转速、高车速的情况下，进入发动机的空气流量大能够起到冲刷积碳的作用。

就好比：桌子上面有一层厚厚的灰，平常的风是吹不动了，拿个吹风机「二~」这么一吹，说不定还真的能把灰吹个八九不离十的干净。

具体的方法可以参考大众汽车公司在美国地区的发明专利，US 6866031 B2《直喷内燃机》，给你找出来了。

这么说：转速超过3000转，并且持续行驶20分钟，能够去除一层厚的积碳。

说人话：高速上面保持3000转以上，然后继续开，开到20分钟以上，能够有效地清除一大部分的积碳。

涡轮车也建议上高速跑

也有些朋友听到这会说：“这种方法适合自然吸气的车子，涡轮的车子只要原地轰，并且保持转速3000以上就可以了。”

涡轮有强制进气的，又不需要像自然吸气一样，开得快，迎的风、撞的风多，涡轮强制进气的。

其实哪怕是涡轮车，也更推荐你要上高速去跑。

孙传利等人在《内燃机与动力装置》期刊上面发的文章，《发动机过热的原因及解决办法》，上面说。

长时间原地轰油门会导致发动机水温过高，热量不能及时散发，严重的时候，有可能还会导致气缸套变形、拉缸等等危害。

说人话就是说：涡轮车原地轰油门确实有可能除掉一点积碳，但是产生的热量没有得到很好的散发，反而会让车子过热，有可能会得不偿失，甚至是车子坏掉。

只能起到一定的清洁作用

最后就是这种拉高速、轰油门的方法，效果还是有一定的局限性的。

陈一永等人在《车用发动机》期刊上面，发了篇论文，《发动机积炭及其处理》，上面说。

火花塞电极、活塞顶部和燃烧室表面、活塞环槽、气门组件、进气歧管衬垫以及排气管消声器内壁等等部位，都会产生积碳。

刚才的专利《直喷内燃机》里面也有讲到：轰油门能除掉的主要还是进气门上面的积碳。

换句话说：对于其他位置的积碳来说，轰油门基本是起不了作用的。

但是，燃烧无非就是空气加汽油，空气上无从下手了，对不对？还可以从汽油上面找办法。

比如说：添加汽油清净剂，也就是我们说的“清洁型的燃油宝”，对于喷油嘴、燃烧室内部、活塞顶部等位置的这些积碳，都是有不错的效果的。

汽油到哪里，清洁就到哪里。

大脚轰油门能清除少量积碳

总而言之，大脚轰油门是能除去少量积碳的，但一定要是把车子开起来，保持转速3000转以上，开个20分钟，才有一定的效果。

如果是油门踩一脚、松一脚，转速掉得很多，那么积碳可能反而会更加严重。

为啥跑完高速，感觉车子油门很轻快

跑高速轰油门，除了能除积碳，不少朋友觉得跑完高速之后，油门更加轻快了，动力好像变得更好了，路上的速度怎么好像和当初不一样，变慢了嘛？

这是什么原因？是积碳的原因还是心理的作用？

关键词：高速

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参考文献

[1] 胡新强.汽油机电控燃油喷射系统ECU技术研究[D].河北工业大学,2007.

[2] 吉训专.浅谈电喷发动机积碳产生的原因、危害与预防措施[J].环球市场,2017.

[3] Volkswagen AG. Direct injection internal combustion engine[P].US:6866031B2,2005.

[4] 孙传利,宋玉波,赵勇.发动机过热的原因及解决办法[J].内燃机与动力装置,2006.

[5] 陈一永,陈安宇,孙志诚.发动机积炭及其处理[J].车用发动机,2002.

不同代数的超支化聚酯衍生物，对棉织物阻燃性能的影响有哪些？

超支化聚合物属于树枝状聚合物的一员，和线性聚合物相比，树枝状结构有着诸多优势。

树枝状聚合物需要精确控制反应参数和复杂的提纯步骤，以确保形成完美的分子结构，与之相比，超支化聚合物因为其成本低和易于制备而受到越来越多科研者们的关注。和相似的线性聚合物相比，超支化聚合物的结构紧凑，从而导致它们的溶液粘度低。

但是，不同于树枝状大分子，超支化分子没有完美的支化结构。除了树枝状和终端重复单元，超支化大分子还包含高比例的线性单元。

超支化聚合物保留了树枝状聚合物的主要特征，并表现出介于树枝状聚合物和线性聚合物之间的中间性质。

“代数”通常用来表示这些超支化聚合物聚合物的大小，当构建一定大小的超支化分子结构时，每一代都代表一个重复的步骤。因此，高代数的超支化聚合物的外端有丰富的反应基团，具有高密度功能端基的超支化聚合物比它们的线性类似物更有优势。

在上一章中，一种基于第二代超支化聚合物的新型阻燃剂HBPOPN被成功应用于棉织物上，阻燃棉织物具有优异的阻燃性和耐久性。

而超支化聚合物的性质往往由端基的数量和性质决定的，随着代数的增加，超支化聚合物端基的数量也增加，对超支化聚合物的成膜性和粘度等性质影响较大。因此，在本章中主要研究不同代数的超支化聚酯衍生物对棉织物阻燃性能的影响。

实验材料与试剂

实验中所用的材料和试剂如表3-1所示。

不同代数的超支化聚酯衍生物制备及棉织物整理

将一定量超支化聚酯（H20、H30、H40）分别溶解在一定比例磷酸中，在130°C反应3h，接着加入一定比例尿素，100°C反应1h，得到不同代数的超支化聚酯衍生物（HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4），之后用无水乙醇提纯，最后烘干备用。

将不同代数的超支化聚酯衍生物溶解在去离子水中，加入双氰胺后浸入棉织物，浴比为1:20，70°C保持30min，取出后保持带液率为120%，接着将棉织物用连续定型机在170°C焙烘3min，最后将整理的棉织物水洗烘干。

主要的制备流程反应示意图如图3-1所示：

HBPOPNs结构分析

不同代数的阻燃剂HBPOPNs（160g/L）的FT-IR如图3-2所示，从图中可以看出，HBPOPN3、HBPOPN4和第二章中的阻燃剂HBPOPN2图谱基本相同，3448cm−1属于-OH的伸缩振动峰，3026和1430cm−1处的波峰对应于NH4+，2914cm−1是C-H的伸缩振动峰，2323cm−1处的波峰对应于-POOH，1645cm−1处的波峰属于N-H的伸缩振动造成的，1253cm−1处的波峰属于P=O的伸缩振动峰，1078cm−1是C-O的伸缩振动峰，830cm−1处的波峰对应于P-OH的伸缩振动峰，FT-IR结果说明不同代数的超支化聚酯经过改性分别得到了阻燃剂HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4。

不同代数的阻燃剂HBPOPNs的元素分析结果如表3-2所示，从表中可以看出，HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4的P、N元素的实际值和理论值相似，说明不同代数的超支化聚酯成功改性成HBPOPNs。

HBPOPNs整理棉织物的FT-IR分析

未整理棉织物和不同代数超支化聚酯衍生物（160g/LHBPOPNs）整理棉织物的FT-IR见图3-3所示，从图中可以看出HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理棉织物的图谱相似。2903cm-1处的波峰对应于C-H的伸缩振动峰，3337cm–1属于羟基的伸缩振动峰。

1111cm–1处的波峰是由于C–O–C键的伸缩振动产生的[2]，887cm-1的波峰属于糖苷键的伸缩振动。1728cm–1处的波峰是因为葡萄糖环氧化成C=O键造成的。

1242cm–1处的峰属于P=O的伸缩振动，996cm–1处的波峰是由于P-O-C键的伸缩振动产生的。

FT-IR的结果表明不同代数的超支化聚酯衍生物和棉纤维之间存在P-O-C共价键而成功附着在棉织物上。

160g/LHBPOPNs整理的棉织物燃烧后的FT-IR如图3-4所示，从图中可以看出，HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理的棉织物在谱图中出现波峰的位置大致相同，1435、1229、1054、940、877、506cm−1处分别对应于芳香类物质、P=O、P-O-C、P-O-P、P-O、P-P的伸缩振动峰；也有少部分峰的位置发生了迁移，1623、1581、1573cm−1处的新峰分别属于HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理的棉织物燃烧后固体炭渣中的C=C伸缩振动峰，781、759、752cm−1处的波峰分别对应于HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理的棉织物燃烧后P-N键的伸缩振动峰。

FT-IR结果证明HBPOPNs整理的棉织物都存在磷-氮阻燃协同效应，阻燃剂HBPOPNs受热分解成含磷酸或聚磷酸，促进棉纤维的脱水，有利于炭层的形成。

SEM和EDS分析

整理前后棉织物的SEM图像如图3-5所示，从图中可以看出，未整理的棉纤维呈现扁平状且带有凹槽，经过不同代数的阻燃剂HBPOPNs整理的棉纤维表面光滑，有膜状物覆盖，SEM结果表明HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4对棉纤维的损伤小。

从HBPOPNs整理的棉织物燃烧后（图3-5e、f、g）的图片可以看出，残炭的纤维结构保持完整，这是因为阻燃剂HBPOPNs受热分解出的含磷酸可以促进棉纤维脱水形成热稳定性好的炭层，形成一道屏障保护未燃烧的纤维。

此外，炭层上出现的小气泡是因为HBPOPNs中存在氮元素，燃烧时产生了不燃性气体导致的。因此，HBPOPNs整理棉织物的阻燃机理是以凝聚相阻燃为主，气相阻燃为辅。

整理前后棉织物的EDS图谱如图3-6所示，从图中可以看出，C、O、P、N是不同代数的阻燃剂整理棉织物表面主要的元素，HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理棉织物表面的P元素分别为5.17%,5.70%,5.73%。

EDS结果证明了整理后的棉织物表面存在P元素和N元素，不同代数的阻燃剂成功整理到棉织物上，HBPOPNs属于高效阻燃剂因为其高含量的磷元素。

图3-5棉织物的SEM图：（a）未整理；（b）HBPOPN2整理；（c）HBPOPN3整理、（d）HBPOPN4整理；（e）HBPOPN2整理燃烧后；（f）HBPOPN3整理燃烧后；（g）

HBPOPN4整理燃烧后

热性能分析

TG可以用来分析不同代数阻燃剂对棉织物热分解过程的影响，未整理棉织物和160g/L阻燃剂整理棉织物在氮气条件下的热分解过程如图3-7所示。从图中可以看出，不同代数阻燃剂整理的棉织物具有相似的分解过程，在第一阶段主要是水分的蒸发，只有少量的质量损失。

第二阶段时棉织物的质量迅速减小，是棉织物分解的主要阶段，发生在棉纤维的无定形区，形成固体残渣和可燃性气体。未整理的棉织物383°C时的分解速度最快，质量损失为46%，当温度升高到600°C时，质量损失达到97%。

不同代数阻燃剂整理棉织物的热降解温度比未整理棉织物的低，且热降解温度随着代数的增加而降低。HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理棉织物产生最大质量损失速率时的温度分别为330°C、301°C、290°C。

未整理棉织物在10%质量损失时的温度为349°C，而不同代数阻燃剂整理棉织物的温度分别为254°C、252°C、247°C，随着阻燃剂代数的增加，整理的棉织物在更低的温度下分解，棉织物更容易脱水成炭。

对于未整理的棉织物，在800°C时的残炭量为2.5%，而HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理棉织物的残炭量分别为31.4%,33.1%和34.8%，主要是因为随着代数的增加，阻燃剂在高温条件下更容易交联形成P/N/O高聚物，即保护性的炭层，而炭层的增加能提高阻燃性能。

TG结果表明阻燃剂代数的增加对棉织物的热稳定性能影响小，HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理棉织物的阻燃性显著提高。

阻燃及其耐久性分析

垂直燃烧和LOI测试用来评估未整理棉织物和160g/LHBPOPNs整理棉织物的阻燃性能，相关数据如表3-3和表3-4所示。棉织物经过垂直燃烧测试后的图片如图3-8所示，从图中可以看出未整理的棉织物燃烧后完全损毁，并且没有固体残渣剩余。

但是一旦移开点火源后，经过不同代数阻燃剂整理的棉织物既没有续燃也没有阴燃。从表3-3所示，HBPOPNs整理棉织物的损失长度随着阻燃剂HBPOPNs代数的增加而减小，当代数为4时，损毁长度降为45mm，这些结果说明经过HBPOPNs整理的棉织物具有优异的阻燃性能。

经过50次洗涤后，HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理棉织物的损毁长度分别为95,90和96mm，证明HBPOPNs整理的棉织物具有很好的耐久性，这主要是因为阻燃剂HBPOPNs能够和棉纤维形成P-O-C共价键。

从表3-4可以看出，未整理棉织物的LOI仅为17.2%，相反地，经过HBPOPNs整理棉织物的LOI得到极大的提高，这说明整理后棉织物的阻燃性能显著提高。值得一提的是经过不同代数的阻燃剂HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理棉织物的LOI变化不大。

经过HBPOPN2整理的棉织物增重28.1%，LOI为42.0%，而HBPOPN3和HBPOPN4整理棉织物的LOI分别为42.7%和43.0%。

对于HBPOPN4整理的棉织物而言，经过30次和50次的洗涤后，LOI依然可以达到33.8%和29.6%，超过了26.0%，可以被认为是耐久型阻燃棉织物。垂直燃烧和LOI的结果表明经过不同代数阻燃剂整理的棉织物具有优异的阻燃性和耐久性。

3.3.6锥形量热仪分析

锥形量热仪可以用来评估在火灾中棉织物的燃烧行为，结果如图3-9和表3-5所示。

从图3-9的HRR和THR的曲线中可以看出，经过160g/LHBPOPNs整理棉织物具有一段较长的波动小的曲线，这主要是棉织物阴燃造成的。

HBPOPN3和HBPOPN4在受热分解时可以促进棉织物形成更加致密稳定的炭层，阻碍热量的扩散。和未整理的棉织物相比，经过不同代数的阻燃剂HBPOPNs整理棉织物的PHRR分别降为85.1%，84.2%和85.5%，THR也明显减小。

这些结果表明，随着代数的增加，HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理的棉织物具有相似的阻燃性能。

将PHRR和TPHRR的比值（FIGRA）用来评估火灾的危害性，经过不同代数阻燃剂HBPOPNs整理的棉织物的FIGRA远远小于未整理的棉织物，即整理后棉织物的火灾危害性大大降低。

和未整理的棉织物相比，HBPOPNs整理后棉织物的CO2/CO值显著减小，说明经过阻燃剂整理的棉织物变得难燃。

锥形量热仪的结果证明HBPOPNs整理后的棉织物阻燃性显著提高，并且随着阻燃剂代数的增加，HBPOPNs阻碍燃烧的能力略有提升。

不同代数的阻燃剂HBPOPNs整理棉织物的有效燃烧热（EHC）如图3-10所示，从图中可以看出，和未整理的棉织物相比，HBPOPNs整理后的棉织物EHC明显减小，这是因为HBPOPNs主要在凝聚相起作用，可以促进棉纤维发生脱水和炭化反应，形成致密的炭层，炭层的热稳定性好，可以阻止热量的传递，从而抑制火焰的蔓延。

物理性能分析

未整理的棉织物和160g/LHBPOPNs整理棉织物的物理性能如表3-6所示，从表中可以看出，随着代数的增加，整理棉织物的拉伸断裂强力随之降低，在经向上分别降低了23.8%、27.1%、29.8%，这是因为在双氰胺催化的条件下，HBPOPNs会产生酸性基团和棉纤维的羟基发生反应，形成P-O-C键接枝到棉织物上，使得棉织物的拉伸断裂强力降低。

整理棉织物的弯曲长度随着代数的增加而增加，这是因为随着代数的增加，HBPOPNs的分子量也增大，超支化聚合物的成膜性好，HBPOPNs会在棉纤维表面成膜，使得棉织物的弯曲长度增加。

阻燃机理分析

通过气相色谱质谱联用仪（Py-GC-MS）测试，以进一步分析HBPOPNs整理棉织物的阻燃机理，结果如图3-11和表3-7所示，可以看出160g/LHBPOPNs整理棉织物热裂解产生的可燃性物质随着代数的增加而降低，这主要是因为HBPOPNs在高温条件下分解产生含磷的酸可以促进棉纤维脱水成炭，随着代数的增加，P/N/O的高聚物更容易交联成炭，炭层更加致密，热稳定性增强，隔绝效果更好。

Py-GC-MS的主要裂解产物如表3-7所示，从表中可以看出，HBPOPNs整理棉织物的左旋葡萄糖产量分别为13.99%、5.83%、3.21%，其他可燃性产物的比重也减少，进一步证明了阻燃剂HBPOPNs主要在凝聚相发挥作用。

本章小结

（1）基于第二代、第三代、第四代超支化聚酯改性得到的阻燃剂HBPOPN2、HBPOPN3、HBPOPN4整理棉织物后的阻燃性和耐久性显著提高，且主要通过凝聚相阻燃。

（2）FT-IR证明了不同代数的阻燃剂和棉纤维可以形成P-O-C共价键，SEM观察到阻燃剂对棉纤维几乎没有损伤。

（3）随着阻燃剂HBPOPNs代数的增加，HBPOPNs整理棉织物的阻燃性能略有提高，但织物的手感则较不理想。

参考文献：

[1] 许丽金. 反应型阻燃剂的合成及在棉织物上的阻燃整理研究[D]. 东华大学,2018: 1-2.

[2] Shafizadeh F, Sehiguchi Y. Oxidation of chars during smoldering combustion ofcellulosic materials[J]. Combustion and Flame, 1984, 55(2): 171-179.