近年來,二維層狀材料由于在聚合物燃燒的過程中能夠阻隔熱質(zhì)傳輸,在阻燃領(lǐng)域受到廣泛研究。氯氧化鉍（BiOCl）納米片具有二維層狀結(jié)構(gòu),并且鉍與銻同族,具有相似的化學(xué)性質(zhì),期望氯氧化鉍能夠取代三氧化二銻（Sb₂O₃）,作為一種新型綠色的阻燃劑用在聚氯乙烯（PVC）中。本論文制備了幾種BiOCl納米片阻燃劑,并研究其在PVC中的阻燃性能和阻燃機制。首先,通過水熱法制備了BiOCl納米片,并用硅烷偶聯(lián)劑（KH570）對BiOCl納米片進行改性處理,與市售Sb₂O₃對比,其阻燃性能優(yōu)于Sb₂O₃。其次,為了解決PVC/BiOCl復(fù)合材料燃燒后形成的炭層不穩(wěn)定的問題,引入含磷量高的生物質(zhì)植酸（PA）和殼聚糖（CS）制備了BiOCl@CS-PA復(fù)合阻燃劑,進一步提高其阻燃性能。最后,基于組內(nèi)先前研究結(jié)果,采用摻雜方式在BiOCl納米片中引入Fe和Sn,利用協(xié)同作用提升BiOCl的阻燃性能。主要研究內(nèi)容如下:1.氯氧化鉍納米片的制備及其在PVC中的性能研究通過水熱法制備了... 

【文章來源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

重慶市渝北區(qū)加州花園小區(qū)A4幢居民陽臺起火

鉍基阻燃劑的制備及其在軟質(zhì)聚氯乙烯中的性能研究8圖1.2典型的不同類型的二維材料示意圖1.4.1二維層狀化合物的研究進展（1）石墨烯基阻燃劑石墨烯具有很多獨特的性能，如高的楊氏模量和斷裂強度高電子遷移率，高熱導(dǎo)率等性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物材料等領(lǐng)域，是優(yōu)良的電極材料、催化載體材料、儲能材料[50-54]。石墨烯和氧化石墨烯通過抑制熱和燃料提高聚合物的阻燃性能。其阻燃機理可以概括以下幾個部分：首先，石墨烯和氧化石墨烯（GO）具有獨特的二維層狀結(jié)構(gòu)，在分解過程中可以促進致密連續(xù)炭層的形成。焦炭可以作為物理屏障，防止熱源的傳熱，延緩熱解產(chǎn)物從底物中逸出。石墨烯和GO的碳骨架具有較高的熱穩(wěn)定性，可以作為成炭的模板，通過“迷宮效應(yīng)”促進多個和重疊焦炭的形成。因此，提供了一條“曲折的道路”，以增加氣體和凝聚相之間的熱和質(zhì)量交換途徑，這與提高聚合物的熱穩(wěn)定性和防火安全性有關(guān)[55-59]。其次，石墨烯和GO具有較大的比表面積，能有效吸附易燃有機揮發(fā)物或阻礙其在燃燒過程中的釋放和擴散；它們還能為金屬氧化物等其他材料提供催化和炭化平臺。第三，GO含有豐富的活性氧-脫水氣體可以稀釋點火周圍的氧濃度[60]。Qiu等人[61]通過層層自組裝法在弱堿性條件下鹽酸通過多巴胺自聚合反應(yīng)對GO進行原位非共價功能化和還原，得到復(fù)合阻燃劑PDA-rGO，將其用于FPUF表面。錐形量熱的測試結(jié)果顯示，與純FPUF相比，當(dāng)FPUF表面組裝3層PDA-rGO涂層，有效地降低了FPUF的PHRR（49.3%）、TSP（33.1%）和COP（46.2%），這主要是由于rGO片的物理屏障效應(yīng)和聚多巴胺的自由清除性能。Wang等人[62]將將GO與八氨基苯基多

第一章緒論13圖1.3BiOCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖[81]1.5.2氯氧化鉍作為阻燃劑的潛在優(yōu)勢Sb2O3是工業(yè)上最常用的高效阻燃劑之一，具有良好的阻燃效果。Sb3+在含鹵聚合物中可以促進脫鹵炭化，消除自由基終止燃燒鏈反應(yīng)，從而提升阻燃性能[87-91]。而Bi與Sb同族，具有相似的化學(xué)性質(zhì)。Qi等人[92]報道了鐵酸鑭（LaFeO3）、鐵酸鋅（Zn2FeO4）和鐵酸鉍（BiFeO3）等金屬鐵氧體在燃燒過程中分解產(chǎn)生FeCl2和FeOCl能更明顯地促進PVC的脫氯化氫，提高殘?zhí)康慕宦?lián)度，產(chǎn)生更穩(wěn)定的炭層，從而提高復(fù)合材料的阻燃性能。特別是BiFeO3由于Bi的存在，在燃燒的過程中能夠形成BiOCl，在PVC中起到類似于Sb2O3的作用，在氣相中起到捕獲自由基的作用，從而終止燃燒鏈反應(yīng)，降低有效燃燒熱；因此，BiFeO3在PVC中具有優(yōu)于其他鐵氧體的阻燃性能。Jiang等人[93]報道了堿式碳酸鉍（(BiO)2CO3·xH2O）納米板能表現(xiàn)出有效的炭化和阻隔作用，大大提高了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的阻燃和抑煙能力。以上結(jié)果說明了Bi基阻燃劑具有優(yōu)異的阻燃效果。更重要的是，鉍化合物可以作為藥物使用[94,95]，對人體毒性比銻校Zhang等人[96]將具有棒狀海膽狀納米結(jié)構(gòu)的Bi2S3中空微球（U-BSHM）用作精確控制的載體，將熔點為38℃左右的1-十四烷醇（PCM）和親水性阿霉素鹽酸鹽（DOX）的混合物加載到U-BSHM中。中空內(nèi)部形成（PCM+DOX）@Bi2S3納米復(fù)合材料（PD@BS），用于腫瘤的光聲（PA）成像和化學(xué)光熱療法。通過PA成像和聯(lián)合療法可以完全抑制植入的腫瘤。Claudia等人[97]合成了Bi基金屬有機骨架（MOF）材料，具有高負(fù)載能力和生物相容性的MOF合成的靈活性使其成為藥物遞送系統(tǒng)（DDS）的理想候選者。BiOCl具有獨特的二維層狀結(jié)構(gòu)，特別是BiOCl具有良好的熱穩(wěn)定性，其分解溫度

【參考文獻】：
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碩士論文
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