基于乳膠橡膠和聚氨酯的柔性聚合物泡沫可用于床墊,家具,室內(nèi)裝潢和汽車座椅等領(lǐng)域。目前全球軟聚氨酯泡沫塑料年產(chǎn)量已超過700萬噸,預(yù)計未來5年亞洲的年增長率將超過5%。為了達到防火安全標(biāo)準(zhǔn),聚合物泡沫材料依賴于添加阻燃劑。溴化合物,包括多溴二苯酯,是最常用的傳統(tǒng)阻燃劑。然而由于其毒性及持久性,這些化合物已被確定為持久性有機污染物,從而引起了對消除阻燃劑新方法的研究。基于聚合物納米復(fù)合材料或基于阻燃涂層的泡沫體顯示出受損的機械性能,并且需要額外的處理步驟。因此,需要在不損害機械性能的情況下獲得具有優(yōu)異阻燃性能的泡沫且可以該技術(shù)可大規(guī)模生產(chǎn)是目前面臨的問題和挑戰(zhàn)。
近日,來自印度科學(xué)與創(chuàng)新研究學(xué)院的研究人員展示了一種不含阻燃添加劑的無機/聚合物混合物的一步制備。混合泡沫顯示出優(yōu)異的機械性能。盡管無機含量很高,但它們對大的壓縮應(yīng)變依然表現(xiàn)出彈性。由于這些泡沫主要由無機組分組成,因此它們在火焰燃燒測試中表現(xiàn)出特殊的阻燃性,并且具有自熄性。在經(jīng)受火焰之后,泡沫保持其多孔結(jié)構(gòu)并且不滴落或塌陷。該成果發(fā)表于《ACS Applied Materials &Interfaces》。
圖1 制備過程
將聚醚酰亞胺(PEI)與二氧化硅液相混合,通過一步冷凍干燥法制備阻燃泡沫。這些混合泡沫體使用依賴綠色溶劑,水作為致孔劑的冰模板來制備。
表1 5%、10%二氧化硅的泡沫與PEI泡沫、商用PU阻燃泡沫的機械性能對比
圖2 壓縮完前后5%、10%二氧化硅的泡沫與商用PU阻燃泡沫的數(shù)碼照片及其相應(yīng)的SEM圖像
經(jīng)過壓縮回復(fù)測試發(fā)現(xiàn),該泡沫具有很好的力學(xué)性能和回復(fù)性。
圖3 PEI泡沫、10%二氧化硅的呼和泡沫與商用PU阻燃泡沫的燃燒過程對比
在微燃燒量熱儀中,混合泡沫顯示出高達25%的商業(yè)阻燃聚氨酯熱釋放速率,并且具有自熄性。
- 西南林大杜官本教授/楊龍研究員、東北林大陳文帥教授 EEM:基于細胞壁聚合物修飾工程的超強、阻燃、環(huán)保竹基復(fù)合材料 2025-07-22
- 湘潭大學(xué)徐圣教授課題組 CEJ:碳微球改性MXene - 一種同時增強聚乳酸材料的阻燃、抑煙和導(dǎo)熱性能的高效雜化阻燃劑 2025-07-15
- 中國科大龔興龍課題組、伍倫貢大學(xué)李衛(wèi)華課題組 Adv. Mater.:剪切變硬膠基異質(zhì)自組裝策略實現(xiàn)極端環(huán)境下力-熱耦合多場防護 2025-07-09
- 不列顛哥倫比亞大學(xué)姜鋒 Small:多尺度設(shè)計用于堅固、隔熱和火焰自熄的纖維素泡沫 2023-11-16