石墨烯纳米片提高EVA材料阻燃性能

石墨烯纳米片提高EVA材料阻燃性能

        因为物理化学特性较为理想，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）广泛性适用于众多领域，例如儿童玩具，制鞋业，热融黏合剂和绝缘材料。但是，像大部分聚合物相同，EVA具备高易燃性，在具体使用中会形成火灾事故危险。石墨烯纳米片（GNS）是数张石墨烯薄片，借助规模性商业化生产的快速发展，具备了石墨烯相似的良好阻燃性和较低的生产成本。

研究人员选用OMMT和GNSs做为阻燃增效剂制取EVA/IFR复合材料。为了能改进IFR和EVA基体间的相容性，挑选热塑性聚氨酯（TPU）做为碳化剂。GNS以TPU/GNS母料的方法添加以改进分散性。当溫度小于300℃时，初始EVA是热稳定的，并观测到3个热失重的过程。在300-400°C的温度范围内，第一热失重阶段是乙酸的因素。在410-490℃（中温范围）的较高温度范围内的第二热失重阶段是关键的失重阶段，它是因为聚乙烯链的降解而致。在第三环节（高溫范围）的重量损失较小，这可能是残余焦炭的热降解形成的。

做为最重要的技术参数，HRR适用于评定火灾事故強度。初始EVA在引燃后燃烧特别快，快速到达HRR峰值，PHRR达到2688.01kWm-2。当将IFR添加到EVA基体中时，HRR曲线图展示出平缓的峰值，而且相比于初始EVA，PHRR减低70％。这是由于膨胀型保护焦炭最先在燃烧的过程中形成，这可以保护底层EVA基体免受热流和火灾事故的影响。这种也会形成HRR减低。伴随样品持续曝露于热量下，会形成更多的气体，而且这种气体会破坏保护性炭。随后，可燃气体和热量散开，形成HRR再度增加并形成平缓的HRR峰值。将OMMT或GNS纳入EVA/IFR系统时，EVA2和EVA3的PHRR都是会减低，峰值也会推迟。

这种結果可以归功于形成更紧凑和连续的保护性炭层，而且稳定的炭层可以更合理有效地保护EVA基体免受热和氧的影响。OMMT和GNSs用于增效剂借助熔融共混生产膨胀型阻燃EVA复合材料。为EVA材料在具体中的使用给予了实验室基础。

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