纳米阻燃材料

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1、纳米阻燃材料王廉明宗泽宇（南京工业大学，材料化学工程国家重点实验室，210009）摘要：与传统阻燃材料相比较，纳米阻燃材料在力学和热学性能方面都有大的改善，超细化是阻燃材料的发展趋势。举例说明了一些典型纳米阻燃材料的制备方法和应用，新型阻燃体系有很大的发展前景。阻燃剂都有一定的毒性，目前还没有理想的环境友好的阻燃材料，只能根据情况综合考虑。关键词：阻燃；纳米；制备；应用；新型阻燃体系；环境友好NanosizedFlameRetardedMaterialWangLianming(13,Class0802,Materaldepartmentofscience&engineering,Nanjing

2、UniversityofTechnology)Abstract：Compariedwiththetriditionalflame-retardantmaterials,nanosizedflame-retardantmaterialshasalargeimprovementinpropertiesofthermalandmechanical.Nanosizedflame-retardantmaterialswillbethetrend.Thispaperillustratespreparationmethodsandapplicationsofsometypicalnanolame-retar

3、dantmaterials.Newflameretardantsystemhasgreatprospectsfordevelopment.Flameretardantshavesometoxicityandhereisnoidealenvironmentfriendlyflameretardantmaterialnowadays.Weneedacomprehensiveconsideration.Keywords：flame-retardant;nano;preparation;application;newflameretardantsystem;environmentfriendly1引言

4、随着科学技术的发展和进步，人们对阻燃剂和阻燃材料提出了越来越高的要求，不但要求阻燃效率高、低毒或者无毒、抑烟，而且要求环境友好、循环使用性能较好。人们从最初只是考虑赋予可燃材料以优异的阻燃性能，到意识到阻燃材料也应当具有较好的其他性能，比如外观、物化性能等，再到注重解决阻燃材料加工、使用以及废弃后对生态环境和人类健康的不良影响。目前，人们提出理想阻燃剂的基本概念并进行初步实施，不但能使被阻燃材料获得极强的阻燃的性能，也能够改善基材的物理力学性能和加工性能等，而且可使被阻燃材料拥有功[1]能性，环境友好，即具有“绿色阻燃技术”的特征。2传统阻燃材料的超细化和制备方法1[2]2.1纳米材料的制备方

5、法纳米材料的制备可分为物理制备和化学制备。物理制备如高能球磨法，超声波粉碎法，喷雾法，冲击波破碎法等。化学制备法有沉淀法，水热法，微乳液法，溶胶-凝胶法，固相反应法等。2.2主要无机纳米阻燃材料的制备方法由于纳米无机阻燃材料的种类有限，只有氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑等几种，所以上述数种制备纳米颗粒的方法不一定适合于这些无机阻燃材料的制备。目前发展较好的无机阻燃剂主要有氢氧化铝、氢氧化镁、无机磷、硼酸盐、三氧[1][3]化二锑和钼的的化合物等。对于常规氢氧化镁阻燃剂的制备方法有石灰法、[4]氨法、氢氧化钠法、氧化镁水化法等。对于氢氧化铝阻燃剂的制备主要有机械[5][6][7][8]粉碎法、化学分

6、解法、超重力法、固相法、水和热法、纳米复合材料法[9]等。2.3无机阻燃剂的超细化原因和趋势无机阻燃剂中以氢氧化铝和氢氧化镁为主，这是因为氢氧化铝和氢氧化镁等无机阻燃剂具有填充剂、阻燃剂、发烟抑制剂三重功能。基于这类阻燃剂的阻燃机理，在添加量较小时，阻燃剂吸收的热量小于基材燃烧放出的热量，因此，为[10]了达到阻燃的效果，添加量往往很高，经常达到40%以上。虽然达到了阻燃的目的，但添加量过高势必对材料的机械性能何为加工性能产生不良影响。随着纳米技术的快速发展，为无机阻燃剂的超细化提供了方便的条件和适宜的途径。研究发现，将传统无机阻燃剂超细化，利用纳米微粒本身所具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表

7、面效应等来增强与聚合物基质的界面作用，起到刚性粒子增塑增强的效果，改善无机物与聚合物基体的相容性，达到减小用量和提高阻燃效率的[11]目的。由于阻燃剂产生的阻燃作用是由化学反应支配的，而等量的阻燃剂，其粒径越小，比表面积就越大，阻燃效果就越好；而且可使无机阻燃剂在有机聚合物机体中分散性大幅度提高，如此不但能够提高基材的力学性能和耐热性能，也能改善阻燃效果。无机阻燃剂的颗粒越细，用量、发烟量就越小，