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磷化工团队在Chemical Engineering Journal 上发表磷氮改性MXene基高效协同阻燃体系研究成果

文章来源:综合办公室     发布时间:2022年12月27日     点击数:

二维过渡态金属碳氮化合物MXene具有可调的表面官能团和良好的抑烟性能,以此为基础设计的高效阻燃体系具有广阔的应用前景。众多研究表明,MXene通过接枝其他阻燃剂,如有机磷、氮阻燃剂等,可以实现对聚合物基材优异的协同阻燃效果。但是,当前对MXene基协同阻燃体系的阻燃机理的研究,往往依据对聚合物燃烧后的残炭分析结果,将其解释为MXene二维片层结构的阻隔效应和MXene的催化成碳效应,缺乏更进一步的分析表征结果和更直接的证据。因此,在聚合物燃烧过程中,有必要结合各种分析表征手段,分阶段地讨论MXene与改性剂之间的相互作用,从而有助于更深入的研究其协同阻燃机理。

近日,银河娱乐yh网站(中国)官方网站磷化工团队在MXene基协同阻燃体系的设计和机理研究中取得新进展。通过磷腈(PZN)在MXene(Ti3C2TX)表面的原位聚合反应,成功制备了磷氮改性的MXene基高效协同阻燃体系(MXene-PZN);并以MXene-PZN为阻燃功能填料,实现了对环氧树脂(EP)基材热稳定性、机械性能、阻燃性能的全面提升。结合热重、热重-红外联用、SEM、XPS等分析测试方法,重点研究了EP/MXene-PZN复合材料在燃烧的不同阶段所进行的反应和相关的产物结构分析,明确了MXene-PZN在聚合物基材燃烧过程中发挥的协效阻燃机制,包括PZN对Ti3C2TX片层结构的保护机制、Ti3C2TX与PZN的协同催化成炭机制等。该研究进一步明确了磷系改性MXene体系的协同阻燃机制,从而能够为MXene基高效阻燃体系的设计,尤其是磷氮改性MXene基阻燃体系的设计提供更好的理论指导。

上述研究工作得到了国家自然科学基金、云南省基础研究计划基金以及云南省高层次人才支持计划等的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.141049

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