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纳米蒙脱土阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-24 16:53:08
纳米蒙脱土(MMT)是当前一个热门问题,纳米蒙脱土由于其独特的性能而被广泛研究。一般认为粘土粒子的粒度越小,比表面积越大,则它与聚合物基体树脂的界面结合力越强,从而复合材料更好的综合无机刚性粒子与基体树脂的优点,得到高性能复合材料。

近年来,通过层间插入法将MMT以纳米级分散于聚合物中,构成聚合物/粘土有机2无机混杂体系,能大幅度提高原有基体材料各方面性能。

改性纳米蒙脱土已经被研究证明对PA6等材料的绝大部分性能有提升,漆宗能等学者应用天然丰产的蒙脱土层状硅酸盐做为无机分散相,制备的PA6/粘土纳米复合材料具有强度高、模量高、耐热性好、阻隔性好、加工性优良的特点。

而对于纳米蒙脱土阻燃剂的阻燃机理,国内外学者众说纷纭。胡源等学者提到,在纳米蒙脱土阻燃剂体系中,聚合物分子被束缚在蒙脱土夹层中,分子链的转动和平动以及链段的运动都受到极大的阻滞,所以聚合物的玻璃化温度比纯PA6提高约90bC。同时纳米蒙脱土阻燃剂热释放速率表明,纳米复合材料的热释放速率和最大放热峰都明显比纯PA6低得多。国外有学者称这种纳米复合材料在热分解燃烧过程中,形成炭及硅酸盐多层结构,它起到隔热及阻止可燃气体的逸出。

聚合物2纳米复合材料的一个显著特点是高分子材料的阻燃性能得到明显提高。蒙脱土不仅提高聚合物2纳米复合材料的力学性能,而且提高材 料的阻燃性,降低热释放速率和燃烧时质量损失速率。但燃烧比热、单位消光面积(SEA)和CO产率不变,表明材料组染性能改善归结于凝聚相分解过程的差异并非气相的作用。纳米复合材料改善了燃烧后残余物的炭化层,炭化层中既有多层的硅酸盐炭化层结构,也有单层的硅酸盐炭化层。说明其阻燃性的提高不是由于保留了部分的可燃物,而是在固相形成硅酸盐炭化层,这一多层硅酸盐炭化层结构起到良好的绝缘作用和质量传递载体作用,减缓燃烧时挥发物的逸出。层状硅酸盐的类型、纳米级分散程度、加工中的降解对粘土类纳米复合材料的阻燃性都有影响。而MMT必须达到纳米级分散才能起到阻燃作用。


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阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要,预防火灾发生,保护人民生命财产而发展起来的一门科学。阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用,它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂,广泛应用于各类装修材料的阻燃加工中。经过阻燃剂加工后的材料,在受到外界火源攻击时,能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播,从而达到阻燃的作用。不同的划分标准可将阻燃剂分为以下4类。卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂。

阻燃剂的生产和应用在经历了八十年代初的蓬勃发展后,已进入稳步发展阶段。随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展,阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。此外,煤田、油田、森林灭火等领域也促进了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。我国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂。近几年,我国阻燃剂的生产和消费形势持续发展,国内阻燃剂消费量急剧上升,增加的市场份额主要来源于两个方面:电子电器和汽车市场。

国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主,无机阻燃剂生产和消费量还较少,但发展势头较好,市场潜力较大。阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性,但是它对环境和人的危害是不可忽视的。环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点,所以国内外一直在调整阻燃剂的产品结构,加大高效环保型阻燃剂的开发。无卤、低烟、低毒阻燃剂一直是人们追求的目标,故人们对阻燃剂无卤化开发表现出很高热情,投入了很大的力量,并取得了可观的成果。

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