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^*

来源：化工进展, 2023, 1-18.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1476

• 纳米材料
• 复合材料
• 机械性能
• 阻燃
• 耐磨

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8wt%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（LOI）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%。

• 单位
  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