石墨和氢氧化铝有什么火花产生？复合制备成阻燃材料

石墨和氢氧化铝有什么火花产生？复合制备成阻燃材料

　近几年，研究人员发现，添加传统阻燃剂的材料总是存在诸多缺陷，含卤元素的阻燃剂对人体和环境有危害，磷氮阻燃剂比较常用，但一些新型的磷氮阻燃剂制备过程比较复杂，离工业生产还有一定距离。在这样的背景下，环境友好，来源广泛，制备方便的无机阻燃剂的研究被提上日程。
　　目前，研究较多的无机阻燃剂有石墨类、纳米碳管、层状硅酸盐类、金属氢氧化物类等。在过去的几十年中，由于石墨烯／聚合物复合材料优异的物化性质，不管是在学术界还是在工业应用方面，都引起了广泛兴趣。这种复合材料不仅具有优异的热稳定性，还具有良好的导电性、柔性和力学性能等。将纳米复合材料与高分子物质结合最大的问题是相容性问题。

　　因此，目前大部分纳米复合材料的研究倾向于无机和有机材料的结合物。Ｚｈａｏ等研究发现，将碳纤维通过原位聚合方式加入ＰＵ材料中，不仅可以提高材料的热稳定性，还可在一定程度上提高材料的力学性能。Ｈｕａｎｇ等将改性后的多壁碳纳米管通过原位聚合的方法接枝在ＰＵ大分子上，研究发现，改性后的碳纳米管可加强ＰＵ大分子链间的相互作用，提高其力学性能及热稳定性。

　Ｇａｏ等通过共价键改性多壁碳纳米管，得到表面带有羧基的碳纳米管，研究发现，赋予多壁碳纳米管表面羧基后，其更易于在ＰＵ分子体系中均匀分散，所得到的复合材料杨氏模量提高、热稳定性能等更加优异。这是因为经过改性后多壁碳纳米管与ＰＵ材料的相容性提高。

　　Ｋｉｍ等对多壁碳纳米管进行胺基化改性，然后采用Ｌａｙｅｒｂｙ－Ｌａｙｅｒ的方法将胺基碳纳米管与ＰＵ材料进行复合，通过这种方法制备出的复合材料与原材料相比，耐热阻燃性能提高了３５％左右。Ｍａｄｋｏｕｒ等采用溶液浇铸技术将多壁碳纳米管与ＰＵ材料复合，制备出耐热的弹性纳米复合材料，这种材料的热稳定性和力学性能与原材料相比均有较大提高。扫描电子显微镜（Ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）研究发现，在碳纳米管添加量较小时，其在ＰＵ分子体系中均匀分散，此时材料弹性模量增大，当添加量较大时，其在ＰＵ分子体系中形成胶束，此时材料弹性模量有所降低。

　　Ｊｉｎ等将石墨、氢氧化铝与硬质ＰＵ泡沫材料复合制备成一种对环境友好型的阻燃材料，测试发现，这种材料的阻燃性能与改性前相比有很大提高。在此体系中，石墨和氢氧化铝具有协同阻燃效应。因为氢氧化铝可促使石墨表面形成“绒毛”状颗粒，而这些颗粒使材料在热分解时所形成的残渣更加紧密，从而有效阻止热量传递和材料质量的流失。

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