新的阻燃劑材料被發(fā)現(xiàn)，竟然是他...
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添加時(shí)間：2025-2-5 14:31:11
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目前國(guó)內(nèi)外使用的阻燃劑按阻燃元素種類(lèi)主要有：鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、鋁鎂等無(wú)機(jī)阻燃劑等。其中鹵系阻燃劑阻燃效果雖好，但其燃燒發(fā)煙量大，產(chǎn)生腐蝕性和有毒氣體，對(duì)環(huán)境造成污染，其使用已在歐盟國(guó)家受到限制并引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。
目前大多數(shù)磷系阻燃劑的制造使用了揮發(fā)性、毒性及腐蝕性大的有機(jī)溶劑，加之磷系阻燃劑燃燒時(shí)會(huì)放出磷的氧化物，對(duì)環(huán)境污染較大;無(wú)機(jī)阻燃劑主要是氫氧化鋁、氫氧化鎂等，具有抑煙阻燃和填料多重功能，應(yīng)用十分普遍。
但氫氧化鋁和氫氧化鎂阻燃劑單獨(dú)使用時(shí)添加量需要在50%以上時(shí)才具有較好的阻燃效果，如此高的填料含量同時(shí)又降低了材料的機(jī)械性能和加工性能。開(kāi)發(fā)無(wú)鹵、低成本的環(huán)境友好型的聚合物阻燃體系成為阻燃材料研究的關(guān)鍵。
近年來(lái)，納米材料的興起促進(jìn)了阻燃高分子材料研究領(lǐng)域的發(fā)展，納米復(fù)合材料因納米效應(yīng)而具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱性能以及電性能等。因此，以蒙脫石為代表的粘土聚合物納米復(fù)合材料的增強(qiáng)作用引起從事聚合物材料研究的科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。
聚合物納米復(fù)合材料還處于發(fā)展階段，但根據(jù)預(yù)測(cè)，納米復(fù)合材料將會(huì)迅速開(kāi)展。聚合物通過(guò)熔融復(fù)合或者原位聚合技術(shù)利用2%--5%的納米填料進(jìn)行增強(qiáng)改性，即可大幅度改善其熱學(xué)-力學(xué)性能、氣體阻隔性能和阻燃性能，而且可以獲得比常規(guī)填料增強(qiáng)的聚合物材料高得多的耐熱性能、尺寸穩(wěn)定性能和導(dǎo)電性能。<
研究與開(kāi)發(fā)和商業(yè)化生產(chǎn)中主要的納米填料是層狀硅酸鹽納米粘土和納米云母，其次是碳納米管和片狀石墨。其他一些納米填料也在積極研究之中，例如合成粘土、多面體低聚半氧硅烷和天然納米填料(亞麻纖維和大麻纖維)。
研究廣泛的、應(yīng)用商業(yè)化的是納米粘土，能夠有效地改善聚合物材料的結(jié)構(gòu)性能、熱學(xué)性能、氣體阻隔性能和阻燃性能。目前，納米粘土主要是納米蒙脫石。
由于蒙脫石具有獨(dú)特的層狀一維納米結(jié)構(gòu)特性，形態(tài)特性，層間具有可設(shè)計(jì)的反應(yīng)性，超大的比表面積(750m2/g)和高達(dá)200以上的徑/厚比。這種納米結(jié)構(gòu)和形態(tài)特性不同于其他二維、三維無(wú)機(jī)納米粒子，從而賦予蒙脫石復(fù)合材料以一些優(yōu)異的機(jī)械性能，熱性能，功能性能和其他的物理性能。
已有的實(shí)踐結(jié)果表明聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料，機(jī)械性能明顯提高，例如拉伸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度提高20-50%，模量提高1-2倍;摩擦系數(shù)，耐磨性提高1倍。熱變形溫度，結(jié)晶聚合物(如PA)提高80-90℃，非結(jié)晶聚合物提高10-30℃;熱膨脹系數(shù)減少約40%，材料的吸濕速度降低50%，尺寸穩(wěn)定性提高提高2-5倍;水蒸氣、O2、CO2紫外光透過(guò)率降低到1/2至1/5;熱釋放速度明顯延緩，阻燃性顯著提高，熔融流動(dòng)性增加，成型收縮率降低，加工性能改善;復(fù)合材料的比重與單一聚合物相近，比常規(guī)無(wú)機(jī)填料改性的聚合物比重降低20-30%。
材料的透光性也有不同程度的提高。因此聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料成為新一代高阻隔性包裝材料，高強(qiáng)度輕量化工程材料，高阻燃絕緣電器材料和抗疲勞高性能彈性體材料。
聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料性能改善的程度，決定于層狀蒙脫石在聚合物連續(xù)相中納米級(jí)尺寸剝離，分散狀態(tài)，只有層狀蒙脫石晶片在聚合物中充分剝離，均勻分散，才能獲得高性能的復(fù)合材料。
蒙脫石在聚合物中的剝離狀態(tài)，直接決定于所用蒙脫石的品質(zhì)和剝離，分散復(fù)合處理方法，兩者缺一不可。 用于聚合物改性的高品質(zhì)蒙脫石，所選用的蒙脫石礦物層電荷密度必需適中，純度高(蒙脫石含量至少95%以上)，擴(kuò)層劑選擇合適，有機(jī)處理充分，使得蒙脫石與各類(lèi)聚合物有良好的相容性，反應(yīng)性和層解離性。信息來(lái)源：中國(guó)包裝網(wǎng)
