论文部分内容阅读
环氧树脂是一种典型的热固性聚合物,具有优异的粘接性、力学性能、电绝缘性和化学稳定性,加工成型容易、成本低廉等优点,在集成电路、交通运输、航空航天等高新技术领域具有广泛应用。但环氧树脂本质易燃,燃烧时释放出大量热量及毒性烟气,给环境和人类的生命财产带来极大安全隐患。因此,对环氧树脂复合材料进行阻燃、抑烟研究具有重大意义。无卤阻燃环氧树脂是近年来阻燃领域研究的热点之一,尽管许多研究工作可以获得不错的阻燃效果,但是材料的力学性能和热稳定性均出现恶化。纳米复合技术的快速发展为无卤阻燃环氧树脂的研究与开发提供了新的思路,可以有效解决材料的阻燃性能与其他性能之间的"矛盾"。MoS2作为一类与石墨烯有着类似层状结构的化合物,其自身热稳定性好,即使是在受热条件下仍可以维持自身片层结构。并且MoS2纳米片层具有更低的导热性,可以在聚合物材料热解和燃烧过程中发挥片层阻隔效应。同时,过渡金属元素钼的存在可以促进聚合物基体形成致密结实炭层,能够有效阻止火焰和聚合物基体之间的物质和能量交换,抑制聚合物的降解,最终提高聚合物材料的阻燃性能。另外,含钥化合物作为多种聚合物的抑烟剂,可以减少聚合物材料燃烧时烟气以及CO的生成量,降低材料的火灾危险性。因此MOS2在提高聚合物材料的热性能与火灾安全性能方面具有较大潜力。本文通过静电自组装、原位生长和原位聚合等方法设计制备三种典型的二硫化钼基杂化材料(MoS2-LDH、MoS2-SiO2以及MOS2-PANI),并分别用于环氧树脂复合材料的阻燃抑烟研究。研究结果表明二硫化钼基杂化材料可以均匀分散于环氧树脂基体中,杂化材料的加入可以降低环氧树脂复合材料的热分解速率,提高成炭量。同时明显降低复合材料的最大热释放速率,总热释放量以及毒性烟气的释放量,表明环氧树脂复合材料火灾安全性能的提高。火灾安全性能的提升主要归结于纳米杂化材料的良好分散性、优异的片层阻隔效应以及催化成炭作用。