离子络合物改性二维云母环氧树脂复合材料的制备及性能

编号：NMJS09334

篇名：离子络合物改性二维云母环氧树脂复合材料的制备及性能

作者：楼高波 姚潇翎 倪静雯 傅深渊 刘丽娜

关键词： 纳米材料 复合材料 力学性能 阻燃 耐磨

机构： 浙江农林大学化学与材料工程学院 浙江农林大学国家木质资源综合利用工程技术研究中心 湖州万马高分子材料有限公司

摘要： 为了实现环氧树脂(EP)的高性能化,将插层法得到的二维云母纳米片(MNs)与增韧型阻燃剂甲基膦酸-癸二胺离子络合物(MPA-DAD)复合,制备了一种环氧树脂多功能改性材料MNs@MPA-DAD。通过力学、UL-94、极限氧指数(LOI)、热重、锥形量热以及摩擦磨损等测试研究了MNs@MPA-DAD对环氧树脂复合材料的性能影响。结果表明:MPA-DAD中的离子键可充当牺牲键,耗散能量提升韧性。相较于纯EP,添加质量分数8%的MNs@MPA-DAD,环氧树脂复合材料的拉伸和弯曲韧性分别提高了302%和268%。二维的MNs可以作为物理屏障,抑制材料燃烧过程中热量和氧气的传递过程,与MPA-DAD协同发挥阻燃机制。EP/8%MNs@MPA-DAD的极限氧指数由纯EP的20.4%提高至28.9%,残炭率由8.9%提升至14.3%,UL-94测试通过了V-0级别,热释放速率峰值(PHRR)和总热释放(THR)分别降低了34.0%和19.7%。MNs@MPA-DAD能够产生均匀的润滑转移层,减少摩擦热的产生,避免熔化磨损,进而提高环氧树脂的耐磨性。EP/8%MNs@MPA-DAD的磨损面积较纯EP降低了76.6%。