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耐腐蚀、阻燃、防毒!抑制环氧树脂的易燃性

http://www.momo35.com    来源:网络    日期:2019-07-10

聚合物具有良好的物理化学稳定性、耐腐蚀性等优良性能,在日常生活中得到了广泛的应用。然而,大多数聚合物由于其有机性质,本质上是易燃的,这是对人类生命和财产安全的潜在威胁。为了避免或降低聚合物的易燃性,在聚合物中添加阻燃剂是一个很好的策略。其中,以氧化石墨烯、二硫化钼、氮化硼为代表的二维(2-D)层状无机纳米团。具有良好的物理阻隔作用,具有优异的阻燃性能

在发表在《纳米》上一篇新研究论文中,来自河南大学的一组研究人员研究了环氧树脂的阻燃性能。然而,光使用这种二维无机阻燃剂的阻燃性能还不够,特别是对有毒气体和烟雾的抑制能力较弱。新研究采用钴铁氧体纳米粒子(CFN)修饰BNNS,利用CFN的协同效应,制备出具有良好降低环氧树脂(EP)复合材料热害和防毒性潜力的CFN-BNNS纳米复合材料,更重要的是,所制备的CFN-BNNS具有良好的顺磁性能。

从而在弱磁场作用下能够很好地适应EP矩阵中BNNS的有序取向。研究结果表明,与随机排列相比,EP中有序排列的CFN-BNNS具有更好的阻燃性能。即在弱磁场作用下有序排列可以提高二维阻燃剂的阻燃性能。该技术为提高热固聚合物中二维阻燃剂的阻燃性能提供了一种新途径。这是最重要的新奇之处,这将有助于研究人员设计和生产更多具有优良阻燃性能的聚合物。采用简单的水热法制备了氮化硼纳米薄片,并对其进行了表征。

将制备好的CFN-BNNS纳米杂化物加入环氧树脂(EP)中,引入弱旋转磁场实现有序定向,利用BNNS增强对燃烧的屏蔽作用,降低火灾风险和有毒危害。CFN-BNNS纳米复合材料是由均匀分散在BNNS表面的CFN纳米颗粒组成。热分析和锥形量热计数据表明,EP基体中含有的CFN-BNNS纳米ofiller有利于提高EP残炭量和力学性能,降低EP的火灾危险性和毒性危害,特别是有序纳米ofiller在降低火灾危险性和毒性危害方面优于无序纳米ofiller。

这是因为,一方面有序排列的BNNS作为物理屏障可以更有效地阻止氧和热的传递和扩散。另一方面,CFN可以催化EP的降解,使聚合物表面产生过量的焦;并且在燃烧过程中容易发生分解,从而产生促进EP降解的铁氧体族和促进CO氧化的钴族。

博科园|研究/来自:World Scientific Publishing参考期刊《纳米》DOI: 10.1142/S1793292019500632博科园|科学、科技、科研、科普

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