在现场由单层Janus纳米圈组装的空洞超结构,用于向电磁屏蔽阻燃聚氨复合材料的电磁屏蔽
Xue Bi1,2, Kunpeng Song1, Ye-Tang Pan1
1National Engineering Research Center of Flame Retardant Materials, School of Materials Science & Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing, 100081, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 10, 2023
概括
研究人员开发了一种新的Janus球体超结构,使用ZIF-67纳米点来增强聚尿素 (PUA) 特性. 这种复合材料显著提高了先进材料应用的阻燃性,电磁屏蔽和导热性.
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:
- 聚尿素 (PUA) 是一种多功能聚合物,在阻燃性,电磁屏蔽和导热性方面存在局限性.
- 开发多功能添加剂对于提高PUA在苛刻应用中的性能至关重要.
- 像ZIF-67这样的金属有机框架 (MOF) 为材料修改提供了独特的特性.
研究的目的:
- 为了合成一个包含ZIF-67纳米点的雅努斯球体的新十二面体超结构.
- 调查这种超结构作为添加剂的有效性,以改善PUA的阻燃,电磁屏蔽和导热性能.
- 探索ZIF-67和植物酸 (PA) 在复合材料开发中作为模板和剂的潜力.
主要方法:
- 在现场的聚合被用来创建一个单一层的纳斯球体,其中包含ZIF-67纳米点.
- 在合成过程中,ZIF-67和生物基植物酸 (PA) 被用作模板和剂.
- 合成的聚氨酸@酸乙酸-2.0 (PANI@Co-PA-2.0) 被以5%的重量添加到PUA矩阵中.
主要成果:
- 添加5%重量的PANI@Co-PA-2.0显著降低了峰值热释放率 (54.9%) 和烟雾产生率 (59.9%).
- 燃烧副产品如CO和CO2也出现了大幅度减少 (分别为46.2%和53.1%),这表明消防安全得到了改善.
- 复合材料实现了22.4dB的电磁干扰 (EMI) 屏蔽,减少了氧化石墨烯和增强了拉伸强度 (6.3MPa),具有良好的导热性.
结论:
- 开发的十二面体超结构有效地提高了聚氨的阻燃性和消防安全性.
- 复合材料表现出有希望的电磁屏蔽能力以及改进的机械和热性能.
- 本研究提出了一个可行的策略,用于创建用于先进应用的多功能PUA基板.
