石墨和氫氧化鋁有什么火花產生？復合制備成阻燃材料

石墨和氫氧化鋁有什么火花產生？復合制備成阻燃材料

　近幾年，研究人員發現，添加傳統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雜，離工業生產還有一定距離。在這樣的背景下，環境友好，來源廣泛，制備方便的無機阻燃劑的研究被提上日程。
　　目前，研究較多的無機阻燃劑有石墨類、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／聚合物復合材料優異的物化性質，不管是在學術界還是在工業應用方面，都引起了廣泛興趣。這種復合材料不僅具有優異的熱穩定性，還具有良好的導電性、柔性和力學性能等。將納米復合材料與高分子物質結合最大的問題是相容性問題。

　　因此，目前大部分納米復合材料的研究傾向于無機和有機材料的結合物。Ｚｈａｏ等研究發現，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定性，還可在一定程度上提高材料的力學性能。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，研究發現，改性后的碳納米管可加強ＰＵ大分子鏈間的相互作用，提高其力學性能及熱穩定性。

　Ｇａｏ等通過共價鍵改性多壁碳納米管，得到表面帶有羧基的碳納米管，研究發現，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，所得到的復合材料楊氏模量提高、熱穩定性能等更加優異。這是因為經過改性后多壁碳納米管與ＰＵ材料的相容性提高。

　　Ｋｉｍ等對多壁碳納米管進行胺基化改性，然后采用Ｌａｙｅｒｂｙ－Ｌａｙｅｒ的方法將胺基碳納米管與ＰＵ材料進行復合，通過這種方法制備出的復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將多壁碳納米管與ＰＵ材料復合，制備出耐熱的彈性納米復合材料，這種材料的熱穩定性和力學性能與原材料相比均有較大提高。掃描電子顯微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）研究發現，在碳納米管添加量較小時，其在ＰＵ分子體系中均勻分散，此時材料彈性模量增大，當添加量較大時，其在ＰＵ分子體系中形成膠束，此時材料彈性模量有所降低。

　　Ｊｉｎ等將石墨、氫氧化鋁與硬質ＰＵ泡沫材料復合制備成一種對環境友好型的阻燃材料，測試發現，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同阻燃效應。因為氫氧化鋁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所形成的殘渣更加緊密，從而有效阻止熱量傳遞和材料質量的流失。

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