生物启发的铁载多多巴胺功能化蒙特莫里隆石作为环保的环氧树脂阻燃剂
Jiashui Lan1,2, Dingsi Li1, Wei Zhong2
1Fujian Key Laboratory of Polymer Materials, College of Chemistry and Materials Science, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|July 29, 2023
概括
阻燃环氧树脂 (EP) 复合材料是使用含铁的多多巴胺功能化蒙莫里隆石 (D-Mt-Fe3+) 开发的. 这种新材料具有增强的阻燃性和改进的机械性能,克服了EP应用中的关键限制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 阻燃环氧树脂 (EP) 在航空航天,化学和电子行业至关重要.
- 提高EP的阻燃性往往会损害其机械性能,限制应用.
- 一个关键的挑战是平衡EP材料的阻燃性和机械完整性.
研究的目的:
- 开发具有增强阻燃性和机械性能的新型环氧树脂复合材料.
- 作为一种添加剂,研究含铁的多多巴胺功能化蒙莫里隆石 (D-Mt-Fe3+) 的有效性.
- 为了解决环氧树脂中阻燃性和机械强度之间的内在矛盾.
主要方法:
- 在水溶液中使用多巴胺,铁化物和蒙特莫里隆石合成含铁的多多巴胺功能化蒙特莫里隆石 (D-Mt-Fe3+).
- 在环氧树脂中加入D-Mt-Fe3+以制造D-Mt-Fe3+/EP复合材料.
- 使用UL-94测试评估阻燃性,限制氧指数 (LOI),烟雾产量率 (SPR) 和总烟雾产量 (TSP).
主要成果:
- D-Mt-Fe3+/EP复合材料,特别是 D-Mt-Fe3+/EP-10,获得了 UL-94 V-0 评级和 31.0% 的 LOI.
- 烟雾产量 (SPR) 和总烟雾产量 (TSP) 显著减少.
- 复合材料的柔性强度增加了25.5%,表明增强了机械性能.
结论:
- 引入D-Mt-Fe3+有效地为环氧树脂提供了极好的阻燃性.
- 多巴胺的激素清理和铁离子的催化烧焦有助于阻燃性.
- 这一策略同时提高了机械性能和耐火性,扩大了EP的应用.
