聚合物具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性等優(yōu)良性能，在日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，大多數(shù)聚合物由于其有機性質(zhì)，本質(zhì)上是易燃的，這是對人類生命和財產(chǎn)安全的潛在威脅。為了避免或降低聚合物的易燃性，在聚合物中添加阻燃劑是一個很好的策略。

其中，以氧化石墨烯、二硫化鉬、氮化硼為代表的二維(2-D)層狀無機納米團。具有良好的物理阻隔作用，具有優(yōu)異的阻燃性能

在發(fā)表在《納米》上一篇新研究論文中，來自河南大學(xué)的一組研究人員研究了環(huán)氧樹脂的阻燃性能。然而，光使用這種二維無機阻燃劑的阻燃性能還不夠，特別是對有毒氣體和煙霧的抑制能力較弱。新研究采用鈷鐵氧體納米粒子(CFN)修飾BNNS，利用CFN的協(xié)同效應(yīng)，制備出具有良好降低環(huán)氧樹脂(EP)復(fù)合材料熱害和防毒性潛力的CFN-BNNS納米復(fù)合材料，更重要的是，所制備的CFN-BNNS具有良好的順磁性能。

從而在弱磁場作用下能夠很好地適應(yīng)EP矩陣中BNNS的有序取向。研究結(jié)果表明，與隨機排列相比，EP中有序排列的CFN-BNNS具有更好的阻燃性能。即在弱磁場作用下有序排列可以提高二維阻燃劑的阻燃性能。該技術(shù)為提高熱固聚合物中二維阻燃劑的阻燃性能提供了一種新途徑。這是最重要的新奇之處，這將有助于研究人員設(shè)計和生產(chǎn)更多具有優(yōu)良阻燃性能的聚合物。采用簡單的水熱法制備了氮化硼納米薄片，并對其進行了表征。

將制備好的CFN-BNNS納米雜化物加入環(huán)氧樹脂(EP)中，引入弱旋轉(zhuǎn)磁場實現(xiàn)有序定向，利用BNNS增強對燃燒的屏蔽作用，降低火災(zāi)風險和有毒危害。CFN-BNNS納米復(fù)合材料是由均勻分散在BNNS表面的CFN納米顆粒組成。熱分析和錐形量熱計數(shù)據(jù)表明，EP基體中含有的CFN-BNNS納米ofiller有利于提高EP殘?zhí)苛亢土W(xué)性能，降低EP的火災(zāi)危險性和毒性危害，特別是有序納米ofiller在降低火災(zāi)危險性和毒性危害方面優(yōu)于無序納米ofiller。

這是因為，一方面有序排列的BNNS作為物理屏障可以更有效地阻止氧和熱的傳遞和擴散。另一方面，CFN可以催化EP的降解，使聚合物表面產(chǎn)生過量的焦；并且在燃燒過程中容易發(fā)生分解，從而產(chǎn)生促進EP降解的鐵氧體族和促進CO氧化的鈷族。

博科園｜研究/來自：World Scientific Publishing

參考期刊《納米》

DOI: 10.1142/S1793292019500632

博科園｜科學(xué)、科技、科研、科普