环保阻燃聚烯复合材料:利用酸,聚乙烯胺和可扩展石墨的协同效应
Zhunzhun Li1,2,3, Qimei Zhang2,3, Jian Cui1
1Key Lab of Rubber-Plastics, Ministry of Education/Shandong Provincial Key Lab of Rubber-Plastic, School of Polymer Science and Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|September 27, 2025
概括
开发环保的阻燃聚钢 (PS) 涉及将植物酸 (PA) 和聚乙烯胺 (PEI) 结合成混合物 (PAE) 与可扩展石墨 (EG). 这种协同方法显著提高了PS的阻燃性.
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
- 消防安全工程 消防安全工程
背景情况:
- 聚钢 (PS) 是一种广泛使用的聚合物,但其阻燃性较差.
- 传统的阻燃剂可能会带来环境和健康风险.
- 开发环保的阻燃添加剂对于可持续材料应用至关重要.
研究的目的:
- 开发环保的阻燃聚乙烯 (PS) 复合材料.
- 研究植物酸 (PA),聚乙烯胺 (PEI) 和可扩展石墨 (EG) 的协同阻燃效应.
- 为生产增强阻燃聚合物材料提供指导方针.
主要方法:
- 植物酸 (PA) 与聚乙烯胺 (PEI) 的化学杂交,形成PAE杂交.
- 将PAE混合和可扩展石墨 (EG) 纳入聚钢 (PS) 基板.
- 使用限制氧指数 (LOI),UL-94垂直燃烧试验和热量计来评估阻燃性能.
主要成果:
- PAE和EG的协同作用组合创造了对热量和氧气的有效屏障.
- 最佳的复合材料 (1:1:1 PA:PEI:EG,10 phr负载) 实现了27.7%的LOI和UL-94 V-0评级.
- 与纯PS相比,最好的复合材料显示,峰值热释放率减少了79.2%,总热释放量减少了34.0%.
结论:
- 开发的PAE/EG系统为聚乙烯提供了一个高效和环保的阻燃解决方案.
- 混合添加剂和可扩展石墨之间的协同作用是增强阻燃性的关键.
- 这项研究为生产更安全,阻燃型聚钢和其他聚合物提供了可行的途径.
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