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有機硅及納米復合阻燃材料阻燃機理

文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2019-08-05 16:58【

納米復合阻燃材料阻燃機理


納米復合材料單獨提出來,雖然都屬于復合阻燃,但其原理有點不同。納米復合材料是指將材料中的一個或多個組分以納米尺寸或分子水平地分散在另一個組分基體中,此研究只有十幾年的歷史。實驗表明,因納米材料以超細的尺寸存在,所以各種類型的納米復合材料的性能比其相應的宏觀或微米級復合材料均有較大的改善,其中材料的熱穩定性和阻燃性能也會較大幅度的提高。


某些鱗片狀無機物能夠在物理和化學的作用下碎裂成納米尺寸的結構微區,其片層間距一般在零點幾到幾個納米,它們不僅可以讓某些聚合物插層進入納米尺寸的夾層空間中,形成“插層型納米復合材料”,而且,無機夾層還會被聚合物撐開形成長徑比很大的單片狀無機物,均勻地分散在聚合物的基體中,形成“層離型納米復合材料”。利用多孔或層狀無機化合物的特性,制備無機/聚合物納米復合材料,在熱分解和燃燒過程中,可能形成炭及無機鹽多層結構,起到隔熱及阻止可燃氣體逸出的作用,使高聚物得以阻燃。


另外,用無機/聚合物納米復合材料還具有防腐、防滲漏、耐磨耐候的作用。目前已在尼龍/粘土納米復合材料、PS/粘土納米復合材料、PET/粘土納米復合材料、PBT/粘土納米復合材料、PP/粘土納米復合材料等納米復合材料的研究方面取得了可喜的成績。


有機硅阻燃劑阻燃機理


將硅酮化合物作為阻燃劑的研究始于20世紀80年代初期。1981年,Kamber等,發表關于聚碳酸酯與聚甲基硅氧烷共混,可使阻燃性能提高的研究報告。雖然有機硅阻燃劑的研究開發落后于鹵系及磷系阻燃劑,但是,有機硅阻燃劑作為一類新型的無鹵阻燃劑,以其優異的阻燃性、成型加工性和環境友好而獨具風采。有機硅阻燃劑有硅油、硅樹脂、帶功能團的聚硅氧烷、聚碳酸酯一硅氧烷共聚物丙烯酸酯一硅氧烷復合材料以及硅凝膠等。以硅酮化合物阻燃的高分子材料,硅酮阻燃劑多半會遷移到材料的表面,形成表面為硅酮富集層的高分子梯度材料。


一旦燃燒時,就會生成硅酮特有的、含有一Si-O鍵和一Si-C-鍵的無機隔熱絕緣保護層,既阻止了燃燒生成的分解成物外逸,又抑制了高分子材料的熱分解,達到了高阻燃化、低發煙量、低有害性的目的。目前開發應用的有機硅阻燃劑有美國DowCorning公司開發并商品化的“D.C.RM”系列阻燃劑,日本NEC與GE東芝有機硅公司共同研究開發的硅酮阻燃劑“XC-99-B6645",還有美國GE公司開發的SFR104有機硅樹脂等。


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