卖阻燃剂的小女孩发现好物聚氨酯软泡阻燃剂

我们卖阻燃剂的小女孩通过教授超分子自组装技术成功设计并合成一种高阻燃元素(磷、氮)含量的二维片层材料 (PM),进一步通过相似二维片层结构的阻燃材料辅助生长降低该二维片层材料的尺寸,构筑形成有机-无机杂化协效阻燃的二维纳米材料(GPM)。

然后将该二维纳米阻燃剂通过一种一次快速构筑涂层的方法引入聚氨酯软泡表面,得到涂层阻燃聚氨酯软泡。所得的GPM涂层软泡具有优异的阻燃性能,能够通过垂直燃烧测试的V-0级,而且其极限氧指数达到32.5%,峰值热释放最大降幅61.3%,峰值烟释放最大降幅73.7%,最大烟密度值降低74.2%。材料的提高归因于GPM中高含量的磷、氮等阻燃元素以及该有机-无机纳米阻燃剂二维片层的物理阻隔作用共同实现聚氨酯软泡的高效阻燃抑烟性能。

涂层泡沫的机械性能保持良好,拉伸强度提高, 回弹性有轻微的降低,可能是因为涂层组分的刚性影响涂层泡沫的回弹性。综上得到,GPM涂层软泡具有优异的综合性能,在具备高效的阻燃性的同时满足软泡应用的高回弹性。因此,这种涂层阻燃聚氨酯软泡将表现出广泛的应用前景。

1 引言

2 实验部分

将一定比例含量的 G 和 PM 在 PM 自组装构筑前混合后通过水热方法合成 GPM 纳米片, 然后将合成的 GPM 纳米片通过控制 GPM 悬浮液的浓度控制其在聚氨酯软泡上的含量,得到GPM 涂层阻燃聚氨酯软泡。

3 结果与讨论

3.1 GPM 涂层泡沫的阻燃性能

从 Table 1 可以看出,FPUF 这是一种易燃材料,其极限氧指数仅仅为 17.2%且不能通过垂直燃烧。GPM 涂层阻燃剂的构筑使得材料的极限氧指数值极大提高至 32.5%,阻燃性能得到明显提升。当涂层泡沫质量增幅为 51.1%时,材料能够通过垂直燃烧 V-0 级,材料具有优异的阻燃性能。与此同时,峰值热释放和峰值烟释放随着 GPM 的收入也得到极大降低。此外,Fig.1 展现的是在涂层泡沫垂直燃烧测试过程中的数码照片,进一步更加直观反映出涂层泡沫的构筑有效改善材料的阻燃性能。

3.2 GPM 涂层泡沫的力学性能

Fig. 2 为所制备样品的应力-应变曲线。结果表明涂层的构筑并不会破坏泡沫的力学性能。相反,二维纳米阻燃剂的构筑使得涂层泡沫力学强度有所提升从纯泡的 116kPa 提升至PAM/GPM 涂层泡沫的 118kPa,可能是由于该纳米阻燃剂具有纳米尺寸效应[2],与泡沫表面致密的结合,涂层的刚性支撑提高了泡沫的机械强度。另外从泡沫回弹性方面来看,由表 2,涂层泡沫处理 10 圈的压缩循环后,其形变回复率由纯泡沫的 93.1%降低至 PAM/GPM 涂层泡沫的87.8%,材料的回弹性能有轻微的降低。这主要是由于涂层组分刚性的影响,导致泡沫的形变随着 压缩过程的变化灵敏度降低,但总体来说,该阻燃涂层泡沫的机械性能能满足泡沫应用需求, 有良好的综合性能,尤其是极佳的阻燃性能。

4 结论

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