Применение и перспектива нанотехнологий в пламенных материалах

Применение и перспектива нанотехнологий в пламенных материалах

В настоящее время широко используются полимеры, такие как пластмассы, каучуки и волокна, но их воспламеняемость оказала некоторое влияние на их использование и продвижение по службе. Хотя огнестойкие материалы играют положительную роль в блокировании сжигания, замедлении распространения огня и в определенной степени борясь за побег и спасение, они также имеют недостаточность механических свойств, экономической эффективности, загрязнения окружающей среды и так далее.

С применением наноматериалов во многих областях, таких как механика, электромагнетизм, термология, оптика и т. Д., Нанотехнология и наноматериалы показывают широкую перспективу развития. Исследование и разработка нано-плавных материалов способствует преодолению и улучшению недостатков традиционных материалов, что подразумевает большие социальные последствия и экономические выгоды.

1. Введение в наноматериалы

Наноматериалы относится к материалам с нанометровым шкалом по структуре, а соответствующие функциональные характеристики 1 нанометр - один миллиард метра, а шкала нанометра обычно относится к 1 ~ 100 нм. Когда структура и размер частиц материалов вступают в диапазон нанометровой шкалы, они показывают различные спецэффекты, такие как поверхностный эффект, эффект малого размера, эффект квантового размера и макроскопический квантовый туннельный эффект, которые заставляют материалы демонстрировать разнообразные особые функции.

Наноматериалы могут быть классифицированы на нанометаллические материалы, нано-нонметаллические материалы, нанополимерные материалы и наноматериалы в соответствии с их материалами. Сочетание нанотехнологий и различных материалов значительно изменяет комплексные характеристики материалов и обеспечивает мощную техническую поддержку для дальнейшей оптимизации функции материалов.

2. Классификация и требования плавных материалов.

Огновые материалы могут быть разделены на неорганические и органические, галогенированные, без галогенов и другие типы. Неорганические в основном относится к гидроксиду алюминия, гидроксида магния, кремния, триоксида антимонии и другим системам пламени, органическим, в основном галогенам, азотированию и фосфорной системе, которые посредством составления или реакции образуют аддитивные или реактивные составные материалы, которые, в свою очередь, играют в роли Flame Letardard.

Сравнительно говоря, неорганические плавцы материалы имеют преимущества низких стоимости, хороших тепловых свойств, меньше токсичных газов во время сжигания, но они также обладают плохими механическими свойствами, большим наполнителем и плохой совместимостью с подложкой и другими дефектами.

Органические огнестойковые материалы обладают хорошими замедляющими свойствами, хорошей совместимостью с субстратом, небольшим наполнителем и т. Д., Но имеет большое количество дыма и токсичных газов во время сгорания и других дефектов. Следовательно, разработка низкому-то-из-замотчиков, низкотоксичности, без галогенов, превосходных физических и механических свойств экологически чистых материалов, отстающих, стало важной темой исследования, появление и развитие нанотехнологий для решения существующих дефектов материалов огнестойких материалов обеспечивают возможным.

Исследования показывают, что нано-пламенные материалы должны соответствовать следующим требованиям: во-первых, материалы должны соответствовать требованиям защиты окружающей среды и производить меньше токсичных газов во время сжигания. Во -вторых, материалы должны характеризоваться сильной функциональностью и высокой эффективностью огнестойкости, и в то же время они должны преодолеть существующие дефекты в механических и физических свойствах традиционных огнезащитных материалов и расширить объем применения материалов. В-третьих, комплексная стоимость должна быть снижена для повышения экономической эффективности материалов.

3. Типы материалов нано-плавного отсталости

Материалы для нано -пламени могут быть получены путем усовершенствования традиционных огнезативных частиц до уровня нанометра и применения их к смежным материалам. Применение нанотехнологий, приобретение наноразмерных частиц и уникальные множественные эффекты наноразмерных наноразмерных значительно повышают совместимость между огнестойковыми затихами и материалами, снижая количество применения огнестойкости в определенной степени, но также улучшает отражательные свойства пламени и повышают экономическую эффективность. В настоящее время широко используемые композиты, которые обычно используются нано-пламен, были разработаны примерно следующим образом.

3.1 полимерные наноматериалы глины

Материалы глины нано -пламенного пламени включают сырье, такое как катионо -глиняный минерал монмилмонит, анионный глиняный минеральный слоистый биметаллический гидроксид и неионовый минеральный каолинит и т. Д., Которые модифицируются с помощью метода интеркаляции для получения составных платных материалов, которые эффективны для полиметиляции (PMPMACRY (PMPMAPMACRY (PMOPMACRY (PMPMACRY (PMPMACRIPPMACRY (PMOPMACRY (PMPMACRYPMACRIP (PMOPMACRIPPMARPARPARPAR) (Стр.).

Слоистый силикат глинистого огнестойкового противостояния содержит карбонизированный слой, который может захватывать некоторые свободные радикалы при высокой температуре, что улучшает пламенное свойство материала при изменении механического свойства материала и избегает дефектов, таких как большое количество дыма, коррозий и токсичных газов во время боевого сражения с добавлением галогенированного огнезащитного. В случае пожара слой карбонизации силиката замедляет скорость летучих веществ, выходящих из материала во время сгорания, что делает наноматериалы глины в процессе конденсированной фазы летучих веществ с низкой скоростью переполнения.

3.2 Материалы для гидроксида нано магния.

Наноразмерные гидроксидные гидроксидные материалы, замедление пламени, генерация дыма и совместимость с подложкой, а другие свойства лучше, чем соответствующие свойства материалов с замедляющим пламенным гидроксидом микронного размера микрон. При определенной дозировке корпус наноразмерного гидроксидного гидроксида-магния может достигать стандартного уровня V-0 UL94.

Преимущества самого гидроксида металла очевидны, ключом к добавлению относительно большого количества, обычно более 60%, а высокий объем наполнителя на физические и механические свойства огнестойковых материалов оказывают большее воздействие, а нанотехнология является просто хорошим решением для рассеивания и совместимости между огнестойкой и матрицей, сочетание, сочетание, сочетание, сочетание, сочетание, сочетание. Огновые замедлительные и огнестойкие материалы после пламенных свойств. Материалы для гидроксида наномагний гидроксидных материалов обладают широким спектром превосходных свойств, таких как негагогеновый, низкий дым, нетоксичный, не погасный, устойчивый к кислоте, хорошая стабильность, высокая температура разложения, неорсивное оборудование и т. Д.

3.3 Нанокомпозиты карбоната кальция

С нанопооровкой карбоната кальция, покрытого цинком, применяемым к поливинилхлориду (ПВХ), получен размер частиц продукта 40 ~ 60 нм, что уменьшает количество пластификатора в ПВХ и улучшает характеристики обработки продукта, сочетается с высоким содержанием хлора и высоким нагнетательностью и высоким содержанием 4 -го. Полученные пламени-сдавшие композиты получаются.

Наночастицы карбоната кальция, обработанные метакриловой кислотой/полистирол (PS) на месте, также имеют размер частиц 100 нм или менее, а также обладают хорошими замедляющими свойствами. Кроме того, также можно применять к жирным кислотам, титанат-муфт-агент и нано-кальциум карбонат после обработки поверхности, чтобы получить полипропиленовые / нано-кальциевые карбозиты, после экспериментов и применения, для поддержания лучшего огнезативного свойства на основе механических свойств материала также значительно улучшили, что сила материала.

3.4 Наноразмерные материалы для оксидного огненного пламени.

Наномасштабные антимонские оксидные пламени из ПВХ материалы обладают высокими пламенными свойствами, низким дымом, его производительность лучше, чем соответствующие характеристики традиционных материалов из ПВХ, и подходит для использования в текстиле. Наномасштабные частицы оксида сурьмы используются в небольших количествах и не будут блокировать отверстия для прядильщиков машины, что делает текстиль огнестойким.

Кроме того, материал оксида наноразмерной сурьмы имеет большую специфическую площадь поверхности, характеристики проникновения некоторых текстилей являются хорошими, имеет сильную адгезию, полученный текстильный материал также обладает хорошей станотой для промывки, и его нелегко исчезнуть. Наночастицы оксида сурьмы имеют преимущества низкого стоимости, небольшого среднего размера частиц, равномерной дисперсии в полиэфирных материалах и хорошей совместимости.

3.5 EVA/нанокомпозиты кремнезема

Наномодифицированные кремнезема полимеры получили широкое применение из -за того, что нанокомпозиты, полученные после нанозирования и модификации, имеют различные преимущества, такие как легкий вес, высокая прочность и высокая прочность.

Нанокомпозитный слой нано-заполнителя в EVA-типа нанокомпозиты образует изоляционный слой за пределами внутреннего полимерного слоя, который укрепляет процесс обугления, продлевает процесс деградации материала, создает очень низкую скорость пика тепла, измеренные с помощью конфискованного калориметра, и существенно улучшает защитные свойства Flame. По сравнению с традиционным в FLAME.

С точки зрения механических свойств, показано, что объемная фракция заполнения в композитах {[T6]/кремнезема составляет 4%, составной материал имеет самую высокую прочность на растяжение, что примерно в два раза от матрицы, которое также полностью выявляет важную роль нанотехнологии в усилении физических и механических свойств композитов.

4. Прогресс в процессе приготовления материалов нано -пламени.

Методы подготовки наноматериалов в основном следующие:

① Sol-Gel Метод. Метод Sol-Gel является более распространенным методом подготовки для подготовки наноматериалов. Процесс: растворить оксиды металлов или соли металлов в воде, через реакцию гидролиза, образование золь-подобных наноразмерных частиц, а затем испаряет растворитель, после чего образуется гелевый объект. Это приводит к образованию органических полимеров и неорганических молекул, взаимодействующих с многослойной упорядоченной структурой пламенных замедляющих материалов. Метод химической реакции является мягким, неорганические компоненты и органические компоненты смешиваются друг с другом, а структура близка, но существуют также недостатки, такие как легкая усадка материала и хрупкость при сушке геля.

② Метод совместного осаждения. Метод совместного осаждения относится к предыдущему образованию неорганических наночастиц и органических полимеров, смешанных с методом осадков с образованием огнестойких материалов. В этом методе наночастицы и синтез материала вырабатываются отдельно, размер и структура наночастиц можно хорошо контролироваться, в то время как наночастицы равномерно распределены в полимере с хорошей комплексной производительностью. Тем не менее, наночастицы легко агломерации в этом методе, и равномерно рассеивание наночастиц является самой большой проблемой. Метод совместного осаждения может быть разделен на метод совместного осаждения в растворе, метод совместного осаждения эмульсии и метод совместного осаждения расплава и другие способы.

③ Метод интерполяции. Процесс метода интеркаляции состоит в том, чтобы превратить наночастицы в слои, а затем вставлен в слой органического полимера, что приводит к тому, что они достигли наноразмерного композита. Существуют различные типы этих методов, такие как метод интеркаляции полимеризации, метод интеркаляции расплава и метод интеркаляции решений.

④ Метод сополимеризации на месте. Метод сополимеризации на месте относится к равномерной дисперсии наночастиц в растворе, а затем с помощью нагрева, радиации и других средств, так что полимер и полимеризация наночастиц и серию других реакций и, наконец, получить наноразмерную дисперсию пламенных материалов. Огновые замедлительные материалы, полученные этим методом, имеют преимущества хороших характеристик наночастиц частиц и барьер с низкой энтропией между слоями. Метод самосборки на месте. Метод самосборки на месте относится к использованию полимерных молекул и наночастиц между межмолекулярной силой, межслойной электростатической силой и т. Д., Самосборки на месте, генерация неорганических основных кристаллических ядер, и, наконец, полимер будет генерироваться из-за окружающего кристалла. Этот метод синтеза нанокомплексов бис-гидрокси является более благоприятным, и нанофаза может быть распределена упорядоченным образом.

5. Перспектива нано-плавных замедляющих материалов

В области огнестойких загрязняющих средств неорганические аддитивные огненные замедлители имеют самое раннее применение и наибольшее количество. Такие как система сурьмы, алюминиевая система, фосфорная система, пламенные замедлители бора и так далее. Однако в настоящее время существуют в основном такие проблемы, как плохая совместимость пламенных загрязняющих средств и основных материалов, а также большое влияние на физические и механические свойства. Исследования показывают, что использование нанотехнологий может улучшить задержку пламени и механические свойства пластиковых изделий, усилить задержку пламени и антистатические способности к волокнистым продуктам, усиливает огнестойкость резиновых изделий и уменьшает высвобождение токсичных газов и количество дыма во время сгорания. Материалы с нано-пламенем могут значительно улучшить всеобъемлющие характеристики неорганических пламенных материалов с помощью нанотехнологий на основе преимуществ неорганических пламени-реактивных материалов, таких как низко-хагогеновый или негалогенный, низкий дым и низкая коррозия.

Кроме того, материалы, способствующие нано-пламе, также будут дополнительно разработаны с точки зрения улучшения термической стабильности материалов, уменьшения агломерации используемых материалов, повышения оптимизации дозировки, размера частиц, пластинчной структуры и составления между пламени и материалами, оптимизация хранилища и транспортировки материалов, а также для их добавления, а также для них, а также для их применения материалов, а также для них, а также для их применения материалов, а также для их применения материалов, а также для них, а также для их применения- Многофункциональность материалов и так далее. Укрепление исследований в механизме микроструктуры и формирования нано-пламенных композитных материалов, детали пламенного механизма материалов и других основных теорий и непрерывно ускоряет развитие нано-плавного бизнеса, представленного бизнесом, представляют собой плавную реализацию и эксплуатацию индустриализации связанных материалов.

Таким образом, нано-плавные замедлительные материалы обладают хорошими замедлительными характеристиками, хорошим эффектом защиты окружающей среды и меньшим токсичным газам, выпущенным во время сжигания, меньшей дозировки заполнения, а продукты, как правило, являются многофункциональными характеристиками развития, которые могут широко использоваться в автомобильной, авиационной, электронных домашних приборах и других отраслях, и обладают большим пространством для разработки.

Тем не менее, развитие нано-плавных замедливших материалов, все еще существует много практических проблем, которые необходимо решить, такие как контроль морфологии наночастиц, процесс распределения наночастиц и единство многофункционализации. Считается, что с постоянным прогрессом полимерных материаловых наук и технологий инженерии, а также с появлением, применением и быстрым развитием нанотехнологий, исследование материалов с нано-пламенем, безусловно, достигнет большого прогресса и обеспечит твердую материальную и технологическую гарантию для лучшей защиты жизни людей и свойств.