纳米阻燃高分子材料:现状、问题及展望

别是进入 20 世纪 90 年代以来, 纳米阻燃技术已成为 阻燃领域的一个重要研究热点.随着纳米技术的不 断发展, 陆续有新的纳米阻燃体系出现并得到迅速 发展.相对于传统阻燃剂而言, 纳米阻燃体系最为显 著的特点是只需添加极少量(≤ 5%)的纳米阻燃剂即 可显著降低材料的燃烧性能, 并且纳米阻燃剂的加 入还能使得材料的机械性能得到提高, 而普通阻燃 剂的加入会大大影响材料的力学强度.纳米阻燃剂按照维度可分为 3 种: (1) 一维纳米 材料: 碳纳米管(carbon nanotubes)及各种晶须, 如镁 盐和硫酸钙晶须等; (2) 二维纳米材料: 层状黏土, 如蒙脱土(montmorillonite, MMT)、高岭土(kaolite)、 氧化石墨、层状双金属氢氧化物(Layered Doubled hydroxides, LDH)等; (3) 零维纳米材料: 纳米氢氧化 铝、氢氧化镁、二氧化钛、二氧化硅、聚倍半硅氧烷 (POSS)、富勒烯(C 60 )等.本文总结了近年来国内外纳米阻燃领域的进展, 介绍了本课题组在纳米阻燃方面所做的工作, 探讨 了纳米阻燃研究中存在的问题, 并对其未来的发展 进行了展望. 纳米阻燃体系研究现状2.1 层状硅酸盐纳米阻燃体系 20 世纪 80 年代, 日本的 Toyota 实验室首先合 成了尼龙 6/层状黏土纳米复合材料, 发现很少量的 黏土加入就能显着提高材料的热稳定性能和力学性 能 [2] .此后聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(PLSN) 受到了工业界及学术界的极大关注.20 世纪 90 年代, Giannelis 等 [3~5] 发现无需用有机溶剂, 直接采用熔 融共混的方法也可制备 PLSN.自此兴起了各种聚