离子液体怎样阻燃聚合物

离子液体怎样阻燃聚合物

        离子液体(IL)是以离子状态存在着的液体,概念为100℃之下或是室温下为液体状态存在着的盐,被看做是一种绿色的溶剂和催化剂。依据阳离子的不同,离子液体可分成咪唑盐、吡咯盐、季铵盐、季鳞盐、吡咯烷盐、哌啶盐。依据阴离子的不同,离子液体可以分成三氯化铝型、非三氯化铝型以及其他特殊型。

一、阻燃可行性

绝大部分离子液体的热分解溫度集中在170~430℃(450~700K)中间,较高的热分解溫度,使其加入到聚合物中提高了复合材料的耐热稳定性。阴离子为卤素离子、四氟硼酸根离子和六氟磷酸根离子等的离子液体中包含卤素、氮、磷、硼等阻燃元素,为其起到阻燃效果给予了可能性。离子液体对Friedel-crafts烷基化等反映有催化剂的作用,假如聚合物在分解的环节中出现此反映,离子液体可以改进残炭的含量,并可能减少烟气产生。另外,离子液体的结构可设计性也为其阻燃改性给予了基础,一个是根据结构设计可以将很多的阻燃元素加入在其中,二是加入易成炭结构单元,推动炭层产生阻止热量和气体交换。

二、离子液体协同无机材料

离子液体与无机材料的相互作用是离子液体协同无机材料提高聚合物阻燃性能的必要性条件。研究表明,离子液体与无机材料中间不但能根据化学键合形式构建杂化体材料,还能够根据静电吸附、氢键、π-π堆叠状态完成物理吸咐配合。

离子液体可以根据静电作用吸咐在层状的內部和表面层。另外,因为离子液体的高耐热稳定性,离子液体较传统有机表面活性剂更能提高纳米材料和复合材料的耐热稳定性。添加物的优良分散性,不但有助于提高材料的热特性,还能防止了燃烧环节中的热岛效应,另外确保了在燃烧环节中层状结构在控制可燃物溢出、助燃物渗入的阻隔作用。

三、阻燃聚合物材料

咪唑离子液体也可根据π-π共轭或阳离子-T吸引效果与碳材料,如碳纳米管、石墨烯等配合。离子液体修饰的碳材料可以在极性较大的聚合物基体,如聚乳酸、全氟代聚合物等材料中完成非常好的分散化,还可以与生物纤维素产生非常好的相互作用力。同样的,咪唑离子液体与氮化硼表面层存在着很强的共轭效应和氢键作用,使离子液体得到粘附在剥离的氮化硼表面层。运用这个特性,运用离子液体剥离氮化硼能明显增强环氧树脂的阻燃性能,另外氮化硼还授予复合材料更为优良的传热性能,提高了环氧树脂做为电子封装材料的使用的范围。需要注意的是,包含杂多酸的离子液体对提高膨胀阻燃效率有显著效果。

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