健康教育网圣地亚哥，2019年8月26日-从服装到家具再到电子产品，成千上万种日常用品中都含有阻燃剂。尽管这些物质可以帮助预防与火有关的伤害和死亡，但它们可能对人体健康和环境产生有害影响。特别令人关注的是那些衍生自石油的有机卤素。如今，科学家报告说，来自不太可能的来源：植物的潜在毒性较小，可生物降解的阻燃剂。
研究人员将在美国化学学会（ACS）2019年秋季全国会议暨展览会上展示其结果。全球最大的科学学会ACS将于星期四在这里举行会议。它包含有关各种科学主题的9,500多个演讲。
该项目的主要研究人员鲍勃·霍威尔（Bob Howell）博士说：“最好的阻燃化学品是有机卤素化合物，尤其是溴化芳烃。”“问题是当您将物品扔掉，然后进入垃圾填埋场时，这些物质就会渗入环境中。”
大多数有机卤素阻燃剂非常稳定。土壤或水中的微生物无法降解它们，因此它们在环境中可持续存在很多年，一直沿着食物链向上发展。此外，某些化合物可能会从添加了它们的物品（例如电子产品）中迁移出来，并进入家庭灰尘中。尽管摄入或呼吸有机卤素阻燃剂对健康的影响尚不清楚，但一些研究表明它们可能有害，促使加利福尼亚州于2018年禁止在儿童产品，床垫和软垫家具中使用该物质。
“由于毒性问题，许多阻燃剂不再可用，因此真正需要找到一种新材料，一种是无毒的，不会持久，而另一种是不依赖石油。”豪威尔说。他的解决方案是鉴定植物中的化合物，这些化合物可以通过添加磷原子而轻易地转化为阻燃剂，而磷原子已知能够熄灭火焰。他说：“我们正在制造基于可再生生物资源的化合物。”“它们常常无毒；有些甚至是食品成分。而且它们“是可生物降解的-生物习惯于消化它们”。
为了制造植物衍生的化合物，中央密歇根大学高分子科学应用中心的Howell及其同事开始使用两种物质：没食子酸，通常存在于水果，坚果和树叶中；和荞麦中的3,5-二羟基苯甲酸。通过相当简单的化学反应，研究人员将这些化合物上的羟基转化为阻燃的亚磷酸酯。然后，研究小组将各种亚磷酸酯分别添加到环氧树脂样品中，该环氧树脂是一种电子，汽车和飞机上常用的聚合物，并通过几次测试检查了不同的酯的性能。
在其中一项测试中，研究人员表明，新型阻燃剂可以极大地降低环氧树脂的峰值放热率，这反映了火焰的强度以及火焰的扩散速度。植物来源的物质与市场上的许多有机卤素阻燃剂一样好。霍维尔说：“事实上，它们可能会更好。”“由于没食子酸在同一分子内具有三个可以转化为亚磷酸酯的羟基，因此不必使用太多的添加剂，从而降低了成本。”
研究人员还研究了新化合物如何猝灭火焰，发现磷原子上的氧合水平决定了作用方式。含氧量高的化合物（磷酸盐）分解成能促进在聚合物表面形成焦炭的物质，使燃料的火焰变得饥饿。相反，具有低氧合水平的化合物（膦酸酯）会分解为清除助燃基团的物质。
豪威尔的研究小组尚未进行毒性测试，但他说其他研究小组已经对类似化合物进行了此类研究。他说：“总的来说，磷化合物的危害远小于相应的有机卤素。”另外，植物来源的物质挥发性不大，并且不太可能从物品中迁移到家庭灰尘中。他说，霍厄尔希望新型阻燃剂能引起一家公司的关注，从而有助于将其推向市场。
