石墨烯與三大阻燃劑的復配協(xié)效

? ? ? ? 石墨烯在聚合物阻燃改性上的科學研究日漸廣泛，石墨烯在阻燃上具備明顯的優(yōu)勢。石墨烯在遇上明火不燃燒，在聚合物/石墨烯體系中，石墨烯能夠促進聚合物快速碳化；石墨烯與其它阻燃材料復合后，復合物受熱分解產(chǎn)生很多種不燃性氣體，這一些氣體不僅能夠隔絕氧氣與可燃氣體接觸；而且，能夠稀釋氧氣，阻隔連續(xù)燃燒條件，起到阻燃的作用。另外，石墨烯與其它阻燃添加劑的一起采用，可起到協(xié)效阻燃的作用。

一、石墨烯和生物質(zhì)阻燃劑

科研人員將殼聚糖與金屬骨架材料(ZIF-8)負載氧化石墨(ZG)烯協(xié)同阻燃聚乳酸，制取了PLA復合薄膜。在殼聚糖添加量為6.2%,ZG添加量為0.8%時，復合材料的LOI由20.5%增加到25.2%，阻燃性能提高明顯。因為殼聚糖富含很多的氮元素，燃燒會釋放出很多含氮不燃氣體，比如NH3,N2等，能夠稀釋燃燒表面周邊氧氣的濃度，緩解燃燒速度；與此同時，殼聚糖燃燒產(chǎn)生的炭層覆蓋在表面，具備阻隔的作用。

二、石墨烯和磷系阻燃劑

科研人員進行了氧化石墨烯(GO)與硅磷低聚物(DMS-DOPO)混合，協(xié)同阻燃環(huán)氧樹脂的科學研究。

結(jié)果顯示，從阻燃角度看來，DMS-DOPO/GO/EP的協(xié)同阻燃效果更好，復合材料的LOI為32.7%，明顯高過DMS-DOPO/EP體系(30.2%)、EP/GO體系(23.8%)、純環(huán)氧樹脂(22.1%)的LOI值。在UL-94測試過程中，EP和EP/GO均產(chǎn)生帶火滴落物，EP/DMS-DOPO和EP/DMS-DOPO/GO在燃燒過程中無滴落現(xiàn)象，而且均能產(chǎn)生明顯膨脹炭層，GO使炭層的膨脹水平更佳，可做到V-0級別。

三、石墨烯和氮系阻燃劑

科研人員用氧化石墨烯改性三聚氰胺尿酸鹽(GO-MCA)，與PA6熔融共混。與僅采用MCA對比，富含GO-MCA的PA6復合材料除去沖擊強度略微減少之外，其它例如阻燃性能、成碳功效、抗拉強度、彎曲強度均有較大增加。當GO-MCA使用量為12%時，復合材料的LOI由24%(PA6自身的LOI)達到了32%，阻燃功效十分明顯。

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