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膨胀型阻燃剂修饰碳纳米管及其协同阻燃作用研究

批准号50873092 学科分类高分子材料的表面与界面 ( E031403 )
项目负责人方征平 负责人职称教授 依托单位浙江大学宁波理工学院
资助金额30.00
万元
项目类别面上项目 研究期限2009 年 01 月 01 日 至
2011 年 12 月 31 日
中文主题词碳纳米管;膨胀型阻燃剂;阻燃;增强;表面修饰
英文主题词

摘要

中文摘要 目前以提高碳纳米管在聚合物基体中分散为目标的功能化处理普遍采用对其进行接枝或包覆有机化合物或聚合物,这些修饰物虽然可以提高碳纳米管在基体中的分散,但其本身的易燃性无疑不利于材料的阻燃性能。本项目拟合成活性端基磷氮类膨胀型阻燃剂,将其修饰于碳纳米管表面,构成复合型阻燃体系并用于ABS等极性树脂的阻燃。研究这类阻燃体系与基体树脂之间的界面结构和相互作用,及其与材料的阻燃、力学性能之间的关系。试图达到:一方面在不损失材料阻燃性能的基础上提高碳纳米管在基体树脂中的分散性,使基体树脂的力学性能得到协同增强;另一方面碳纳米管作为成炭剂及阻燃剂的载体与膨胀型阻燃剂起协同阻燃作用。从而最大程度地发挥阻燃剂与碳纳米管之间的协同阻燃和增强效应,提高材料的综合性能。在此基础上,进一步深入研究协同效应的机制,为该类复合型环保阻燃剂的应用提供科学和技术依据。
英文摘要
结题摘要 设计、合成了几种新型的含磷-氮并具有活性端基的膨胀型阻燃剂,将其化学修饰于碳纳米管表面,有效地改善了碳纳米管在ABS、PP等热塑性树脂中的分散性,修饰了阻燃剂的碳纳米管不仅可以显著降低聚丙烯的燃烧性,而且还有一定的增强作用,达到了阻燃、增强双重功能。对其阻燃机理研究发现,当碳纳米管修饰了少量阻燃剂时,阻燃剂形成的炭层可以填补碳纳米管网络的缝隙,提高阻燃效果;但当碳纳米管与大量膨胀型阻燃剂同时使用时,碳纳米管网络会阻碍膨胀型阻燃剂的膨胀,两者反而起负协同效果。开拓了一种碳纳米管表面改性的新方法,在常压下采用空气介质阻挡等离子体(APDBD)处理MWCNT,并引发接枝聚合,成功地制备了高接枝率的聚合物包覆MWCNT。研究了碳纳米管和膨胀型阻燃剂与蒙脱土、层状双氢氧化物、富勒烯等其他纳米阻燃体系的阻燃机理和协同阻燃作用。发表SCI收录论文20篇,获授权发明专利2项,“碳纳米管的表面改性及其对聚合物的阻燃与增强作用”获浙江省高校科研成果二等奖。

成果

序号 标题 类型 作者
1 纳米阻燃高分子材料:现状、问题及展望 期刊 方征平|宋平安|马海云|
2 How nano-fillers affect thermal stability and flame retardancy of intumescent flame retarded polypropylene 期刊 Du, Baoxian|Ma, Haiyun|Fang, Zhengping|
3 Lubrication Effect of the Paraffin Oil Filled with Functionalized Multiwalled Carbon Nanotubes for Bismaleimide Resin 期刊 Gu, Aijuan|Guo, Zhenghong|Fang, Zhengping|Liu, Lina|
4 Effects of carbon nanotubes on the thermal stability and flame retardancy of intumescent flame-retarded polypropylene 期刊 Fang, Zhengping|Du, Baoxian|
5 Effects of organo-clay and sodium dodecyl sulfonate intercalated layered double hydroxide on thermal and flame behaviour of intumescent flame retarded polypropylene 期刊 Du, Baoxian|Guo, Zhenghong|Fang, Zhengping|

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