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随着当今社会经济的迅速发展,环保问题也引起了人们的广泛关注,所以新型环保型阻燃剂受到了人们的高度重视。在本文中,利用简单有效的方法制备了新型的杂化物ZIF-8/RGO(金属有机骨架材料-8负载到石墨烯的表面)。然后ZIF-8/RGO被添加到环氧树脂(EP)中,对复合物的热稳定性以及阻燃抑烟性能进行了探讨。利用ZIF-8对α-磷酸锆(α-ZrP)进行表面改性得到了新型的杂化物ZIF-8/α-ZrP。随后用简单共混的方法将ZIF-8/α-ZrP聚氨酯弹性体(PUE)中,探讨了 ZIF-8/α-ZrP对PUE的热行为、阻燃以及抑烟性能的效果;利用离子交换法将三聚磷酸根(P3O105-)插层到 N03--MgAl LDHs(N-LDHs)层间,制得 P-MgAl LDHs(P-LDHs),再通过诱导水解甲硅烷基法(HIS)法将硅烷偶联剂(APTS)接枝到P-LDHs表面,制得S-MgAILDHs(S-LDHs),并研究了 LDHs在PUE里的相容性、阻燃以及抑烟效果;(1)新型的杂化物ZIF-8/RGO(ZIF-8负载到RGO的表面)通过简单的合成方法制备得到,并对其进行了表征。然后ZIF-8/RGO被添加到EP中,探讨了复合物的热行为、阻燃以及抑烟效果。与纯样相比较,热重分析(TG)和差式扫描量热仪(DSC)实验结果分别显示,在700℃时ZIF-8/RGO/EP复合物的残炭率提高了,ZIF-8/RGO/EP复合物的Tg也提高了。ZIF-8/RGO/EP复合物的最大热释放速率(PHRR)与总的热释放(THR)下降地非常明显;而且,ZIF-8/RGO/EP复合物的极限氧指数(LOI)值和UL-94垂直燃烧等级也得到了一定程度的提高,说明了ZIF-8/RGO提升了 EP的阻燃性。除此之外,ZIF-8/RGO/EP复合物的SPR和TSP也下降得相当明显。ZIF-8/RGO/EP复合物阻燃与抑烟效率的提升,这可以归纳为两点:一方面是由于石墨烯的片层可以起到阻隔作用;另一方面是ZIF-8在燃烧过程中生成的金属氧化物能促进成炭和提高炭层的致密性。(2)通过ZIF-8对α-ZrP进行表面改性得到了新型的杂化物ZIF-8/α-ZrP,并对其进行了表征。随后通过简单共混的方法把ZIF-8/α-ZrP加入PUE中,探讨ZIF-8/α-ZrP 了对PUE的热行为和阻燃与抑烟效率。与纯样相比较,TG和DSC实验结果分别显示,在700℃时ZIF-8/RGO/EP复合材料的残炭率提高了,ZIF-8/RGO/EP复合材料的Tg也提高了。ZIF-8/RGO/PUE复合材料的PHRR和THR分别下降了 69.6%和45.6%。与此同时,ZIF-8/α-ZrP/PUE复合材料的SPR和TSP分别下降了 59.3和40.5%。ZIF-8/α-ZrP/PUE复合材料阻燃抑烟性能的提高,一方面是由于α-ZrP的物理阻隔和催化成炭作用;另一方面能是由于ZIF-8在燃烧时生成的金属氧化物更加能促进成炭和提升炭层的致密性。(3)通过离子交换法将三聚磷酸根(P30105-)插层到N03-MgAl LDHs(N-LDHs)层间,制得P-MgAlLDHs(P-LDHs),再通过HIS法将APTS接枝到P-LDHs表面,制得S-MgAl LDHs(S-LDHs)。并研究了 LDHs在PUE中的相容性和阻燃抑烟性能。X-射线衍射(XRD)与透射电子显微镜(TEM)实验结果表明了 S-LDHs与PUE有较好的相容性;锥形量热仪(CC)实验表明5 wt%的P-LDHs和S-LDHs分别使得PUE复合材料的PHRR下降至389 kW/m2和267 kW/m2,相比纯样分别下降了 58%和70%。5wt%P-LDHs和5wt%S-LDHs分别加入到PUE中,它们的Ds,max和Ds,10min分别是365、296和314、217,说明含Si、P元素的LDHs有更好的阻燃抑烟效果。利用了激光拉曼散射(LRS)光谱,傅里叶红外(FTIR)光谱和X-射线光电子能谱(XPS)对残炭进行分析,这主要是因为相比于N-LDHs,P-LDHs、S-LDHs除了具有的催化成碳效果外,Si与P元素在燃烧时可以参与反应,所得到的Si-O-C与-P(=O)-O-Si-结构可以增强残炭的抗氧化能力,提升残炭的稳定性,从而碳层的隔层效应会更好。