本书围绕纳米阻燃
材料的特点和优势,结合国内外纳米阻燃材料的
最新动态,详细介绍了纳米无机阻燃剂、有机高聚物/层状硅酸盐纳米复合阻燃剂、纳米碳管、纳米阻燃材料的表征以及纳米阻燃
技术和纳米阻燃材料的发展等内容,并阐述了阻燃剂和阻燃材料对生态环境和人类身心健康的影响及解决方法。本书力求结构清晰,内容翔实,理论与实践相结合,使之具有较强的参考价值。本书适用于从事材料研究的科技人员。
随着科学技术的发展和进步,人们对阻燃剂和阻燃材料提出了越来越高的要求,不但要求阻燃效率高、低毒或者无毒、抑烟,而且要求环境友好、循环使用性能较好。人们从最初只是考虑赋予可燃材料以优异的阻燃性能,到意识到阻燃材料也应当具有较好的其他性能,比如外观、物化性能等,再到注重解决阻燃材料加工、使用以及废弃后对生态环境和人类健康的不良影响。目前,人们提出理想阻燃剂的基本概念并进行初步实施,不但能使被阻燃材料获得极强的阻燃性能,也能够改善基材的
物理力学性能和加工性能等,而且可使被阻燃材料拥有功能性,环境友好,即具有“绿色阻燃技术”的特征。另外,还提出应用特殊技术不使用阻燃剂就能够降低可燃材料的燃烧性能和减少火灾发生的危险性的新思路。
目前,阻燃科学技术的现状呈现出两种发展势头:一是对传统阻燃剂进行深层次地探索和研究,改进不足,发扬优点,以满足目前人们对可燃性材料的阻燃处理要求,包括对现有传统阻燃体系阻燃潜力深层次地挖掘和基于传统阻燃体系的性能优良的新型阻燃剂的开发,其中包括无机阻燃体系的超细化(纳米化)、表面改性处理和不同阻燃剂的协同使用;二是开发研制具有特殊性能的新型阻燃体系,主要包括磷氮阻燃剂、膨胀型阻燃剂、硅系阻燃剂、有机聚合物/层状硅酸盐纳米复合阻燃材料(PLSn)等。
虽然无机阻燃剂的超细化发展时间较短,但是超细化无机阻燃剂展现出优异的综合性能,已经受到人们极大的重视,也顺应了阻燃非卤、低毒、高效的发展趋势。经过超细化之后,尤其是超细化和表面处理结合的方法,可以大幅度改善无机阻燃剂与阻燃聚合物基质的相容性,能够改善无机阻燃剂阻燃材料力学性能和加工性能,有时无机阻燃剂还能够起到增强增韧功能。而无论从理论、制备工艺或者相关
设备(包括
分析测试
仪器)等方面,纳米科学技术的快速发展都为无机阻燃剂的超细化产生了极大的推动作用。
有机聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料具有极佳阻燃性能的发现,开辟了阻燃高分子材料的新途径。随着研究的逐步深入,已经获得能够通过UL94、LOI等
标准测试的PLSn。这种阻燃材料最大的优势在于:在无机填料含量较低的情况下,就能够使复合材料的释热率大幅度下降,不但不影响基材的力学性能,而且能够改善之。这在传统阻燃体系中是少见的,因为传统阻燃体系几乎都是牺牲基材的机械性能和加工性能等使基材获得阻燃性能的。不少PLSn与传统阻燃剂具有阻燃协同效应,可以在不降低阻燃级别的前提下,降低传统阻燃剂的添加量,因而阻燃体系的物理性能会得到部分改善,至少优于传统阻燃体系。如果采用具有阻燃功能的化合物对层状硅酸盐进行有机改性处理,不与传统阻燃剂复配使用就能使阻燃体系通过UL94等标准的测试,获得实用的阻燃材料,即所谓“绿色阻燃材料”。所以,业内人士对PLSn给予极高的评价和期待。而熔融共混挤出法的出现,使PLSn阻燃材料的
工业化
生产明朗化。
结合新型阻燃材料的发展,本书重点对纳米阻燃材料和技术进行了论述和介绍。本书共分8章,其中前7章主要阐述纳米阻燃技术的现状和发展趋势,第8章初步阐述阻燃剂和阻燃材料对生态环境和人类身心健康的影响和解决方法。本书在编写过程中,注意吸收有关纳米阻燃技术的最新发展,力求反映纳米阻燃技术的全貌。
由于作者水平所限,书中可能会存在不足和错误之处,恳请同行和读者斧正,不吝赐教,以臻完善。
贾修伟
2004年6月1日
第1章纳米阻燃技术和纳米阻燃材料的发展
1.1纳米技术及纳米材料
1.2聚合物/层状硅酸盐纳米复合阻燃材料
1.3纳米级无机阻燃剂
第2章纳米阻燃材料的合成
2.1常规无机阻燃剂的微颗粒化(纳米级)及其表面处理
2.2纳米物质的制备方法
2.3纳米碳管的制备
2.4有机高聚物/层状硅酸盐纳米复合阻燃材料的制备
第3章纳米阻燃材料的表征
3.1纳米级无机阻燃剂的表征
3.2有机高聚物/层状硅酸盐纳米复合阻燃材料的表征
3.3燃烧性能的测试
第4章纳米级无机阻燃剂
4.1无机阻燃剂的超细化
4.2氧化锑
4.3氢氧化镁
4.4氢氧化铝
第5章纳米碳管阻燃聚合物
5.1纳米碳管的结构
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