聚合物_碳纳米管复合材料阻燃性能研究进展

《聚合物_碳纳米管复合材料阻燃性能研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第26卷第12期中国塑料CHINAPLASTICS聚合物/碳纳米管复合材料阻燃性能研究进展安传涛，辛菲，许国志收稿日期:2012-06-15联系人,xgzhi@th・btbu.edu.cn（北京工商大学材料与机械工程学院材料科学与工程系，北京100048）摘要：综述了国内外有关共价键改性和非共价键改性碳纳米管提高聚合物材料阻燃性能，讨论了改性碳纳米管对热释放速率、质量损失速率、引燃时间、极限氧指数及UI.94阻燃性能等的影响的研究进展。指出碳纳米管作为阻燃剂或协效阻燃剂尚需深入研究的问题及将来努力的方向。关键词：碳纳米管；阻燃性能；改性；协同效

2、应中图分类号：TB383.1文献标识码：A文章编号：1001-9278（2012）12-0001-07RecentDevelopmentonFlameRetardancyofPolymer/CarbonNanotubesCompositesANChuantao,XINFei,XUGuozhi*(DepartmentofMaterialsScienceandEngineeringsSchoolofMalcrialandMechanicalEngineeringsBeijingTechnologyandBusinessUniversity,Beij

3、ing100048,China)Abstract:Theresearchworkontheflamerctarlantbehaviorofpolymcr/carbonnanolubes(covalentlyandnon-covalentlymodified)compositeswasreviewed.Theheatreleaserate^masslossrate,timetoignition,limitingoxygenindex,andUL94ofthecompositeswerediscussed.Thekeypointswhichneed

4、furtherstudyanddircclionsforfutureworkweregiveninconclusionremarks.Keywords:carbonnanotubes；flameretardancy；modification；synergisticeffect/A、八•、•o刖e聚合物材料已广泛用于人们日常生活中的各个方面，但是由于大多数聚合物材料易燃，因此在应用时,必须使聚合物材料具有足够好的阻燃性能。在保护环境越来越成为共识的今天，研发环境友好的阻燃聚合物复合材料具有重要的科学意义和实际应用价值随着纳米技术的不断发展，陆续有

5、新的纳米阻燃体系出现并得到迅速发展。相对于传统阻燃剂而言，纳米阻燃体系是一种新型聚合物阻燃体系，被誉为“阻燃技术的革命”。纳米阻燃体系最为显著的特点是只需添加极少量（M5%，质量分数•下同）即能显著降低聚合物材料燃烧时的热释放速率和烟密度（Dsd）,延缓其燃烧过程，还能不同程度地提高材料的力学性能碳纳米管（CNTs）是由日本科学家lijima于1991年在高分辨透射电子显微镜下研究真空电弧蒸发石墨电极的阴极产物时意外发现的⑷。CNTs可以形象地看成是由一层或多层石墨片按一定的螺旋度卷曲而成的无缝纳米级管状结构，侧壁碳原子采用sp?杂化形式与周围

6、的原子构成六元环。根据组成的石墨片层数的不同,CNTs可分为单壁碳纳米管（SWNTs）和多壁碳纳米管（MWNTs）oCNTs具有独特的一维管状分子结构、优异的力学性能、从金属到半导体的电子特性、高电流载荷量、高热导率、比表面积大、界面效应强等特点，具有特殊的物理、化学性能。在工程材料、催化、吸附分离、储能器件电极材料等诸多领域中具有重要的应用前景，开辟了纳米复合材料研究新领域。Beyer于2002年6月在第13届BCC阻燃会议上首次提出CNTs可以用作聚合物/无机物纳米复合材料（PIN）的阻燃剂⑻。研究发现，由于CNTs基本上不具有极性，因此与

7、热塑•性聚合物尤其是聚内烯（PP）、聚乙烯（PE）等具有较好的相容性，而冃•在提高材料的热稳定性和降低材料燃烧时的Rirr方面有较好的效果，这就为开发新一代清洁型无卤、低烟、高效聚合物阻燃材料提供了新途径。笔者针对近几年聚合物/CNTs复合材料的阻燃性能的研究进展进行了综述。1聚合物/CNTs复合材料聚合物/CNTs复合材料涉及的范围较广，其制备方法也较多，主要通过对聚合物/CNTs复合材料的结构、CNTs空间分布和休积分数等进行有效调控，进而获得性能优异的材料。文献报道最为常见的制备方法有熔融共混法、溶液法和原位聚合法。但是由于CNTs具有较

8、大的范徳华力、长径比及比表面能，使其在聚合物材料中通常会呈现团聚缠结状态，影响了复合材料的性能，因此需要对CNTs进行改性，以提高CNTs在聚合物材料