環境友好阻燃納米複合材料界面結構設計及其性能研究

《環境友好阻燃納米複合材料界面結構設計及其性能研究》是依託太原理工大學，由晏泓擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：環境友好阻燃納米複合材料界面結構設計及其性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：晏泓
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

綠色環保型氫氧化鎂阻燃劑兼具阻燃、抑煙和填充功能，但因填充量大、與高聚物基體相容性差等缺陷使其套用受到極大限制。本研究提出一種利用納米氫氧化鎂自身羥基進行分子結構設計將其接枝到聚對苯二甲酸乙二醇酯分子鏈上，使其由添加型轉變為反應型阻燃劑，以獲得具有柔性界面的阻燃納米複合材料新思路。該方法無需對納米氫氧化鎂實施表面改性即可完成接枝，實現其在基體材料中的均勻分散和良好相容性；分子鏈上接枝的納米氫氧化鎂能夠更高效地促進基體成炭而提高其阻燃效率，可以大幅度降低氫氧化鎂的添加量；而柔性界面的構建有助於保證基體材料獲得良好的力學性能和加工性能。通過該項目的研究，揭示功能相與基體相界面相互作用方式的異同對複合材料熱學、力學和阻燃性能的影響規律；探尋氫氧化鎂在柔性接合界面方式下的阻燃機理；為提高氫氧化鎂阻燃效率及擴大其套用領域提供理論研究依據和實驗數據支持。

結題摘要

綠色環保型氫氧化鎂阻燃劑兼具阻燃、抑煙和填充功能，但因填充量大、與高聚物基體相容性差等缺陷使其套用受到極大限制，同時還會對高聚物基體的力學性能造成較大的破壞。本研究提出了一種利用納米氫氧化鎂自身鎂羥基進行分子結構設計將其接枝到聚對苯二甲酸乙二醇酯分子鏈上，使其由添加型轉變為反應型阻燃劑，以獲得具有柔性接合界面的阻燃納米複合材料新思路。該方法無需對納米氫氧化鎂實施表面改性即可完成接枝，實現其在基體材料中的均勻分散和良好相容性；分子鏈上接枝的納米氫氧化鎂能夠更高效地促進基體成炭而提高其阻燃效率，可以大幅度降低氫氧化鎂的添加量；而柔性界面的構建有助於保證基體材料獲得良好的力學性能和加工性能。本課題的創新性就在於利用氫氧化鎂自身鎂羥基與對苯二甲酸在溶劑中發生反應，得到有機氫氧化鎂，該產物與氫氧化鎂相比，具有更高的熱穩定性，同時具有能夠參與聚酯合成反應的羧基，因而能夠將其接枝到聚酯高分子長鏈上，實現了氫氧化鎂無機材料與聚酯有機高分子的柔性接合界面，獲得分子尺度上的有機無機雜化材料，不僅能夠有效提高氫氧化鎂的阻燃作用，而且可以解決添加型阻燃劑在基體中的分散性和相容性問題。該項目發表學術論文11篇，其中SCI收錄7篇，EI收錄1篇；授權國家發明專利5項，申請國家發明專利7項；培養碩士研究生6人，其中畢業4人，在讀2人。