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石墨和氫氧化鋁有什么火花產(chǎn)生?復(fù)合制備成阻燃材料

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發(fā)表時(shí)間:2017-11-15 14:04來源:金戈新材料

  近幾年,研究人員發(fā)現(xiàn),添加傳統(tǒng)阻燃劑的材料總是存在諸多缺陷,含鹵元素的阻燃劑對人體和環(huán)境有危害,磷氮阻燃劑比較常用,但一些新型的磷氮阻燃劑制備過程比較復(fù)雜,離工業(yè)生產(chǎn)還有一定距離。在這樣的背景下,環(huán)境友好,來源廣泛,制備方便的無機(jī)阻燃劑的研究被提上日程。


  目前,研究較多的無機(jī)阻燃劑有石墨類、納米碳管、層狀硅酸鹽類、金屬氫氧化物類等。在過去的幾十年中,由于石墨烯/聚合物復(fù)合材料優(yōu)異的物化性質(zhì),不管是在學(xué)術(shù)界還是在工業(yè)應(yīng)用方面,都引起了廣泛興趣。這種復(fù)合材料不僅具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,還具有良好的導(dǎo)電性、柔性和力學(xué)性能等。將納米復(fù)合材料與高分子物質(zhì)結(jié)合最大的問題是相容性問題。


  因此,目前大部分納米復(fù)合材料的研究傾向于無機(jī)和有機(jī)材料的結(jié)合物。Zhao等研究發(fā)現(xiàn),將碳纖維通過原位聚合方式加入PU材料中,不僅可以提高材料的熱穩(wěn)定性,還可在一定程度上提高材料的力學(xué)性能。Huang等將改性后的多壁碳納米管通過原位聚合的方法接枝在PU大分子上,研究發(fā)現(xiàn),改性后的碳納米管可加強(qiáng)PU大分子鏈間的相互作用,提高其力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性。


納米復(fù)合材料


 ?。牵幔锏韧ㄟ^共價(jià)鍵改性多壁碳納米管,得到表面帶有羧基的碳納米管,研究發(fā)現(xiàn),賦予多壁碳納米管表面羧基后,其更易于在PU分子體系中均勻分散,所得到的復(fù)合材料楊氏模量提高、熱穩(wěn)定性能等更加優(yōu)異。這是因?yàn)榻?jīng)過改性后多壁碳納米管與PU材料的相容性提高。


 ?。耍椋淼葘Χ啾谔技{米管進(jìn)行胺基化改性,然后采用Layerby-Layer的方法將胺基碳納米管與PU材料進(jìn)行復(fù)合,通過這種方法制備出的復(fù)合材料與原材料相比,耐熱阻燃性能提高了35%左右。Madkour等采用溶液澆鑄技術(shù)將多壁碳納米管與PU材料復(fù)合,制備出耐熱的彈性納米復(fù)合材料,這種材料的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能與原材料相比均有較大提高。掃描電子顯微鏡(Scanningelectronmicroscope,SEM)研究發(fā)現(xiàn),在碳納米管添加量較小時(shí),其在PU分子體系中均勻分散,此時(shí)材料彈性模量增大,當(dāng)添加量較大時(shí),其在PU分子體系中形成膠束,此時(shí)材料彈性模量有所降低。


 ?。剩椋畹葘⑹?、氫氧化鋁與硬質(zhì)PU泡沫材料復(fù)合制備成一種對環(huán)境友好型的阻燃材料,測試發(fā)現(xiàn),這種材料的阻燃性能與改性前相比有很大提高。在此體系中,石墨和氫氧化鋁具有協(xié)同阻燃效應(yīng)。因?yàn)闅溲趸X可促使石墨表面形成“絨毛”狀顆粒,而這些顆粒使材料在熱分解時(shí)所形成的殘?jiān)泳o密,從而有效阻止熱量傳遞和材料質(zhì)量的流失。


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