有了这些过渡金属化合物,聚合物阻燃不再成难事( 二 )


铁酸盐
铁酸盐由于低毒性和高稳定性被应用于聚合物阻燃中 , 其中两种过渡金属元素的存在使得其在催化成炭、对易燃气体的吸附及防止融滴方面有较好的效果 。
钼酸盐
钼酸盐在改善阻燃性和抑烟性方面显示出极佳效果 , 钼酸盐在燃烧过程中产生MoO3和Cu2O分别通过Friedel-Crafts反应和还原偶联作用促进了炭的形成并改善炭层的致密性 , 进一步改善复合材料的阻燃性和抑烟性 。
金属有机框架材料/聚合物阻燃
金属有机框架(MOFs)由有机配体和金属离子或金属离子簇组成 , 通过强配位键连接形成多孔的特殊结构 。 与传统的无机填料相比 , MOFs作为一种新型的无机-有机杂化体 , 在不进行任何有机修饰的情况下 , 仍与聚合物基体有较好的相容性 。
类沸石金属有机骨架
过渡金属元素合成的MOFs可以在高温下催化焦炭的形成反应 , 大量微孔或中孔的存在有利于燃烧初期吸附热解气体 。
Hou等合成了Fe MOF并将其加到聚苯乙烯(PS)中 , 当添加量为2wt%时 , PS/FeMOF的 pHRR较纯PS仅降低了14% , 且抑制了有毒苯乙烯低聚物的释放 , 但是阻燃效果有限 。
Zhang等通过结合双金属的金属有机骨架(Co-Zn MOF)和 MOF@GO与lFR制备了阻燃膨胀型EP复合材料 。 与参考样品EP/IOIFR相比 , EP/O.5MOF@GO-9.5IFR复合材料的拉伸强度提高了11% , pHRR和总烟雾释放量( TSP)分别降低了41%和30%。
类沸石-咪唑酯酸酯骨架
沸石咪唑酸酯骨架配体(ZIFs)是一种由富氮结构组成的咪唑化合物 , 其独特的金属离子-N原子结构使其具有优异的热稳定性和化学稳定性 。
Xu等将ZIF-8添加到EP中制备了ZIF8/EP(ZEP) , ZIF-8的添加量为2wt%时 , LOI由22.4%增长到26.9%同时 , ZEP的SPR较纯EP降低了21.6% , 是ZIF-8在燃烧过程中金属氧化物的热分解所致 。
Xu等又将ZIF-67和含硼化合物修饰的RGO复配(ZIF-67/RGO-B)加入到EP中 , 研究发现 , 添加2wt%ZIF-67/RGO-B的EP复合材料的pHRR和THR 与纯EP相比分别降低了65.1%和41.1% , LOI值提高了23.4% 。 聚合物加入ZIFs后 , 一方面使聚合物燃烧过程中释放N2等不燃气体以稀释氧气及聚合物燃烧产生的可燃气体的浓度 。 另一方面 , ZIF-8或ZIF-67在燃烧时会分解成ZnO或Co304来促进炭层的形成 , 对聚合物基体起到保护作用 。
"

推荐阅读