双氢氧化物/聚磷酸铵复配阻燃环氧树脂文献综述

 2022-07-12 02:07

开题报告

1 选题背景及意义

作为三大类材料之一的有机高分子材料,与金属材料和无机非金属材料相比,具有密度低、易成形加工等特点,已广泛应用于国民经济和人民生活的各个领域,成为体积产量最大的大类材料。

然而,与金属和无机非金属材料不同,绝大多数有机高分子材料属于易燃、可燃材料,在燃烧时热释放速率大,热值高,火焰传播速度快不易熄灭,通常还伴随着烟气和熔融滴落,由此引发重特大火灾事故不断发生,造成巨大的经济损失和人员伤亡。赋予高分子材料阻燃性,即对高分子材料进行阻燃化,是解决高分子材料引发火灾事故最重要的途径。

我国近年来也陆续出台了一些相关法律法规。阻燃材料已被广泛用于化学建材、电子电气、交通运输、航天航空、采矿、日用家具、室内装饰等各个领域,并且涉及塑料、纤维、橡胶、涂料和胶黏剂等各种高分子材料及其复合材料,而赋予高分子材料阻燃性的阻燃剂又是化工行业的新的经济增长点,因此对火安全的强化催生了一个跨行业的阻燃产业。

然而,阻燃材料产业的发展面临着多方面的挑战。一方面,高分子材料阻燃化会显著增加材料的成本,在法律法规没有限制使用的领域不会使用,甚至还存在有限制使用的领域也偷工减料的情况;另一方面,赋予高分子材料阻燃性往往伴随其他性能,特别是加工性能、物理机械性能等的恶化;还有某些高效的阻燃剂本身存在毒性或容易生物积累对人体和环境产生危害,有的在高温或燃烧时产生有毒物质。

聚磷酸铵(APP)是一种含氮元素及磷元素的无机聚合物,其结构主要是由构型为-P-O-P-的短链连接成的长链聚合物。聚磷酸铵具有良好的热稳定性,优良的分散性,能够与许多其他类型的阻燃剂混合,且造价低廉,具有低毒、安全的优点。聚磷酸铵常见用于乙烯醋酸乙烯酯、橡胶、聚氯乙烯、聚氨酯等高聚物的阻燃。

2 研究目的以及重要性

层状双氢氧化物(LDH)是一种阴离子型超分子层状材料,层板是由二价和三价金属离子结合组成,其化学通式[MM(OH)2](A)mH2O。其中A是指层间阴离子。LDH与层状硅酸盐(如蒙脱土)相似,都可以进行插层反应,其优点在于可以通过改变层板金属阳离子及层间阴离子来调节其物理化学性能。正是由于这一优点,才使LDH成为一种典型的多功能无机纳米层状材料,常用作催化剂/催化剂载体、药物载体、磁性材料、金属防腐及聚合物阻燃剂。

近年来随着插层化学和超分子材料科学的蓬勃发展,人们对LDH阻燃体系的关注程度越来越高。目前,LDH被认为是非常有前景的新型无卤、低毒、抑烟的阻燃剂,可用于提高聚合物复合材料的热稳定性及阻燃性能。目前,单一的阻燃剂对聚合物的研究已不再新鲜,多种阻燃剂复合协同阻燃是未来阻燃领域研究的重点方向。市场急需环境友好、对材料其它性能负面影响小的高效阻燃剂和阻燃材料,因此研究开发和生产这类新型阻燃材料对我国的阻燃材料产业健康发展和提高国际市场竞争力具有重要的意义。

本文对近年来LDH/APP复合材料的研究尤其是高效LDH阻燃体系进行了综述。

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