用MXene增强聚烯组装的功能化素纳米颗粒具有良好的抗UV衰老,电磁屏蔽效果和优越的消防安全性

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:

• 生物基聚合物如聚烯 (PP) 面临着阻燃剂的挑战,通常会损害机械性能和耐老性.
• 对于更广泛的应用,开发有效的阻燃系统,而不会降低PP的性能是至关重要的.

研究的目的:

• 开发一种用于聚烯的新型阻燃系统,使用与MXene (MX@LNP) 组装的功能化素纳米粒子 (LNP).
• 评估产生的PP复合材料 (PP-MA) 的消防安全,机械性能,电磁屏蔽和耐老性.

主要方法:

• 用MXene (MX@LNP) 组装的功能化素纳米颗粒的合成.
• 制造具有MX@LNP.的阻燃聚烯复合材料 (PP-MA).
• 消防安全 (UL-94 V-0, pHRR, THR, pSPR),机械性能 (抗拉强度,破裂时延伸),电磁屏蔽和耐老化的全面描述.

主要成果:

• 只有18%重量MX@LNP的PP-MA复合材料获得了UL-94 V-0评级.
• 与纯 PP 相比,峰值热释放率 (79.7%),总热量率 (69.0%) 和峰值烟雾产量率 (75.8%) 显著降低.
• 由于纳米效应和强的界面相互作用,增强了拉伸强度 (45.78 MPa) 和破裂时的延长 (725.95%).
• 增强的抗衰老和电磁屏蔽效果归因于MXene和红素.

结论:

• 开发的MX@LNP系统有效地赋予了聚烯的阻燃性,机械增强性和耐老化性.
• 这种方法为创造高性能,生物基阻燃材料提供了一个有希望的战略.
• 素纳米粒子和MXene的协同效应为先进材料开发提供了一条新的途径.