隨著電子產(chǎn)品在我們?nèi)粘Ｉ钪械钠占?，高性能環(huán)氧樹脂(EP)因其具有優(yōu)異的阻燃性、抑煙性和機(jī)械強(qiáng)度，在應(yīng)用中得到了極大的需求。在本研究中，通過基于配位鍵合和靜電相互作用的自組裝工藝，有機(jī)磷酸銅納米片均勻地生長在氧化石墨烯(GO)表面。所制備的納米雜化材料具有良好的阻燃效果和優(yōu)異的力學(xué)性能。加入1wt %負(fù)載的功能化納米片，與1% EP- GO相比，EP納米復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度提高了147%。此外，納米片抑制了EP的煙和熱釋放，EP- EGOPC的極限氧值達(dá)到~29%。機(jī)理分析表明，與氧化石墨烯物理屏障相關(guān)的有機(jī)磷和含銅組分的存在促進(jìn)了焦層的雜化芳構(gòu)化，從而提高了環(huán)氧基體的防火安全性。本研究為在聚合物中設(shè)計(jì)具有良好界面相容性和高阻燃效率的功能納米片提供了一種新的界面方法。
圖1. EGOPC的XPS高分辨率光譜C
1s (a)、P
2p (b)和Cu
2p (c);GO和EGOPC的FTIR光譜(d)和XRD譜圖(e); C(g)、Cu(h)、O (i)、P (j)和N (k)的元素映射;GO(1)和EGOPC (m, n, o)的SEM顯微圖;EGOPC制備原理圖(p)。
圖2. EP及其納米復(fù)合材料的TGA (a)和DTG (b)曲線。
圖3. EP (a)、1% EP- GO (b)、1% EP- EGOPC (c)、3% EP- EGOPC (d)、5% EP- EGOPC (e)斷口形貌;EP及其納米復(fù)合材料的存儲(chǔ)模量和tan delta曲線(f);EP、1% EP-GO和含EGOPC的 EP的沖擊強(qiáng)度(g)、彎曲強(qiáng)度(h)和拉伸強(qiáng)度(i)。
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圖4. 環(huán)氧熱固性樹脂和EP-EGOPCs的HRR (a)、THR (b)、SPR (c)、TSP (d)和COP (e)曲線。
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圖5. EP-EGOPC殘焦的XPS測(cè)量光譜(a)及C (b)、O (c)和Cu (d)的高分辨率光譜; CC測(cè)試后EP (e)、1%6 EP-EGOPC (f)、3% EP- EGOPC (g)、5% EP- EGOPC (h)殘焦的拉曼曲線; CC測(cè)試后EP (i)， 1% EP- EGOPC (j)，3% EP- EGOPC (k)， 5% EP- EGOPC (l)殘焦的SEM圖像。
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圖6. EP和3% EP- EGOPC復(fù)合材料熱降解揮發(fā)物3D圖(a和b);EP和3% EP- EGOPC在選定溫度下釋放氣體的FT-IR光譜(c和f);選定揮發(fā)物在EP復(fù)合材料熱降解過程中的吸收強(qiáng)度隨時(shí)間的變化(d, e, g, h, i)。
相關(guān)研究成果由桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、有色金屬及材料加工新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣西光電材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Chuanbai Yu和四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院、環(huán)保型高分子材料國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室Hai-Bo Zhao等人于2023年發(fā)表在Chemosphere (https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.137047)上。原文：Growth of copper organophosphate nanosheets on graphene oxide to improve fire safety and mechanical strength of epoxy resins。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
