石墨烯与三大阻燃剂的复配协效

石墨烯与三大阻燃剂的复配协效

        石墨烯在聚合物阻燃改性上的科学研究日渐广泛，石墨烯在阻燃上具备明显的优势。石墨烯在遇上明火不燃烧，在聚合物/石墨烯体系中，石墨烯能够促进聚合物快速碳化；石墨烯与其它阻燃材料复合后，复合物受热分解产生很多种不燃性气体，这一些气体不仅能够隔绝氧气与可燃气体接触；而且，能够稀释氧气，阻隔连续燃烧条件，起到阻燃的作用。另外，石墨烯与其它阻燃添加剂的一起采用，可起到协效阻燃的作用。

一、石墨烯和生物质阻燃剂

科研人员将壳聚糖与金属骨架材料(ZIF-8)负载氧化石墨(ZG)烯协同阻燃聚乳酸，制取了PLA复合薄膜。在壳聚糖添加量为6.2%,ZG添加量为0.8%时，复合材料的LOI由20.5%增加到25.2%，阻燃性能提高明显。因为壳聚糖富含很多的氮元素，燃烧会释放出很多含氮不燃气体，比如NH3,N2等，能够稀释燃烧表面周边氧气的浓度，缓解燃烧速度；与此同时，壳聚糖燃烧产生的炭层覆盖在表面，具备阻隔的作用。

二、石墨烯和磷系阻燃剂

科研人员进行了氧化石墨烯(GO)与硅磷低聚物(DMS-DOPO)混合，协同阻燃环氧树脂的科学研究。

结果显示，从阻燃角度看来，DMS-DOPO/GO/EP的协同阻燃效果更好，复合材料的LOI为32.7%，明显高过DMS-DOPO/EP体系(30.2%)、EP/GO体系(23.8%)、纯环氧树脂(22.1%)的LOI值。在UL-94测试过程中，EP和EP/GO均产生带火滴落物，EP/DMS-DOPO和EP/DMS-DOPO/GO在燃烧过程中无滴落现象，而且均能产生明显膨胀炭层，GO使炭层的膨胀水平更佳，可做到V-0级别。

三、石墨烯和氮系阻燃剂

科研人员用氧化石墨烯改性三聚氰胺尿酸盐(GO-MCA)，与PA6熔融共混。与仅采用MCA对比，富含GO-MCA的PA6复合材料除去冲击强度略微减少之外，其它例如阻燃性能、成碳功效、抗拉强度、弯曲强度均有较大增加。当GO-MCA使用量为12%时，复合材料的LOI由24%(PA6自身的LOI)达到了32%，阻燃功效十分明显。

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