石墨烯协同阻燃剂
自从 2004 年石墨烯(Graphene)被首次报道以来,其独特的二维原子碳层结构吸引了研究者的注意。
石墨烯协同阻燃剂具有很高的比表面积和固有强度,与传统填料相比,将其加入到聚合物中会出现更有效的增强效果。同时由于石墨烯协同阻燃剂的片层结构使其有望成为另一种纳米材料来取代部分阻燃剂进而提高材料的阻燃性能。
与黏土类似,石墨烯协同阻燃剂在高聚物体系中也存在“屏障效应”,隔绝燃烧过程中基体内部和外界之间热和质的传递,延缓和抑制燃烧的进行。
石墨烯阻燃聚合物体系做了大量的研究。将石墨烯和膨胀型阻燃剂共同加入到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中,发现仅需将 2 wt%的磷系阻燃剂替换成石墨烯,就可以使材料通过 UL-94 V-0 级、极限氧指数(LOI)达 33.0 。石墨烯的加入可以明显提高膨胀型阻燃剂形成的炭层在高温条件下的稳定性,抑制降解产生气体的逸出,延缓了材料的受热氧化过程。与多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)相比,石墨烯呈现出更优异的协同阻燃效果。同时由于其特殊结构和“屏障效应”,石墨烯的加入在提高材料的热稳定性和机械性能等方面也表现得更加明显。
由于功能化石墨烯的片层结构和催化 CO 氧化的能力,降解过程中 CO 的总含量明显降低。有毒气体浓度的降低对真实火灾中人民的生命安全是非常重要的。
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
磷酸三乙酯|阻燃剂TEP产品基本信息
水份 %:≤0.20
色度 (APHA):≤ 20
含量 (GC%): ≥99.5%
酸值 (mgKOH/g):≤0.05
比重 ( 20℃/4℃) : 1.069-1.073
折 光 率 (nD20): 1.4050—1.4070
原材料:以三氯氧磷和乙醇为主,两步酯化法合成。
磷酸三乙酯包装方式:净重200KG/镀锌铁桶(一个小柜打托装16吨)、1000KG/IB桶(一个小柜装18吨)或23吨ISOTANK。
磷酸三乙酯|阻燃剂TEP产品用途
磷酸三乙酯为高沸点溶剂,橡胶和塑料的增塑剂,也是催化剂.也用作制取农药杀虫剂的原料.以用作乙基化试剂,用于乙烯酮生产。
(1)催化剂:二甲苯异构体催化剂;烯烃的聚合催化剂;制造四乙基铅的催化剂;制造碳化二亚胺的催化剂;三烷基硼和烯烃的置换反应催化剂;用乙酸高温脱水制造乙烯酮的催化剂;苯乙烯同共轭二烯类化合物聚合用的催化剂;如果在对苯二甲酸、乙二醇聚合时使用则有防止纤维变色的作用。
(2)溶剂:硝酸纤维素及乙酸纤维素的溶剂;用保持有机过氧化物催化剂寿命的溶剂;氟化乙烯分散用的溶剂;作聚酯树脂、环氧树脂的固化催化剂的过氧化物剂及稀释剂。
(3)稳定剂:氯系杀虫剂和稳定剂;酚醛树脂的稳定剂;糖醇树脂的固体剂。
(4)合成树脂方面:二甲酚甲醛树脂的固化剂;壳型塑模所使用的酚醛树脂的软化剂;氯乙烯的柔软剂;乙酸乙烯聚合物的增塑剂;聚酯树脂的阻燃剂。
(5)磷酸三乙酯(阻燃剂TEP)为高沸点溶剂,橡胶和塑料的增塑剂,也用作制取农药杀虫剂的原料,用作乙基化试剂和乙烯酮生产。在日本,该品的70%用于催化剂。
英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。
实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。
这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷。2009年,安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应,他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。在发现石墨烯以前,大多数物理学家认为,热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以,它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在,但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。
石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键,并有如下的特点:碳原子有4个价电子,其中3个电子生成sp2键,即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子,近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键,新形成的π键呈半填满状态。研究证实,石墨烯中碳原子的配位数为3,每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米,键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外,每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似),因而具有优良的导电和光学性能。
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