环氧基玻璃半透网络/MXene纳米复合材料用于气屏障应用

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:

• 压缩储存需要先进的材料,以实现高效和安全的储存.
• 现有的材料往往缺乏必要的气体屏障特性或自我修复能力.
• 环氧基玻璃剂提供可调节的特性和网络可逆性的潜力.

研究的目的:

• 开发一种具有自我愈合特性的新气阻隔涂层.
• 调查用于压缩储存应用的MXene填充的环氧基玻璃基纳米复合材料的使用.
• 为了提高复合储容器的性能和安全性.

主要方法:

• 线性环氧链与悬浮的双基组的合成.
• 与1,4-二酸交叉连接,形成动态的乙烯链接.
• 在聚乙烯-协同乙烯醇 (EVOH) 的存在下进行现场交叉连接,以创建半互穿透网络 (S-IPN).
• 将2D血小板类型的MXene纳米填充剂纳入S-IPN玻璃体.
• 纳米复合材料涂层应用于尼龙6层材料上的应用.

主要成果:

• 自治网络 (EEP) 的治愈效率为87%.
• 2重%的MXene/EEP纳米复合材料涂层与未涂层的尼龙6相比,降低了~96%的气透性.
• 2重%的MXene/EEP纳米复合材料涂层显示了79%的愈合效率.
• 将MXene负载增加到10 wt%进一步降低了透性,但由于链的移动性受到限制,降低了愈合效率.

结论:

• 玻璃性S-IPN纳米复合材料涂层显示出气屏障应用的巨大潜力.
• 开发的涂层提高了压缩储存系统的安全性和性能.
• 结合MXene和玻璃网络,为先进的气体屏障材料提供了一个有前途的战略.