Page 41 - 《精细化工》2022年第1期
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第 1 期                        鲍   艳，等:  水滑石的制备及其阻燃性能研究进展                                   ·31·


                 结果表明，NiCo-LDH@PZS 可有效抑制有毒气                    材料的 LOI 值从 20.3%增加至 24.2%。
            体和烟雾的释放，当 EP 基复合材料中 NiCo-LDH@PZS                       通过多样化的结构设计，采用具有阻燃性能的
            质量分数为 4%时，降解产物中 HCN 的最大释放浓                         材料改性 LDHs，充分发挥材料的结构优势与协同
            度降低了 87.8%，苯乙烯、甲烷和乙烷的最大释放浓                         作用，对于提高 LDHs 的阻燃性能具有较好的效果。
            度分别降低了 85.9%、90.6%和 93.1%，CO、CO 2 的总               不同表面改性剂提升 LDHs 阻燃性能的机理见表 7。
            释放量和 O 2 耗量也分别降低了 64.5%、32.4%和
            33.6%。
            4.3.4  RGO 改性
                 RGO 同样作为二维层状材料具有优异的气体
            阻隔性能，其导热性能有利于分散热量，导热和阻
            隔产生了所谓的迷宫效应，可有效防止燃烧。XU
            等 [70] 采用共沉淀法合成了 RGO 改性的 RGO-LDH，
            然后将 CuMoO 4 修饰在 RGO-LDH 表面得到了
            RGO-LDH/CuMoO 4 杂化材料（如图 6 所示）。结果
            表明，RGO 与 LDHs 的物理屏蔽作用及 CuMoO 4 的

            催化炭化作用使 EP 基复合材料的阻燃性能显著提                           图 6  RGO-LDH/CuMoO 4 杂化材料的制备过程示意图          [70]
            高。当 RGO-LDH/CuMoO 4 质量分数为 2%时，复合                   Fig. 6    Illustration of the preparation of RGO-LDH/CuMoO 4
                                                                                                           [70]

                                        表 7   不同表面改性剂提升 LDHs 阻燃性能的机理
                     Table 7    Mechanism of enhancing flame retardant properties of LDHs with different surface modifiers
                表面改性剂                                 提升 LDHs 阻燃性能的机理                                参考文献
             硅烷偶联剂            改善 LDHs 与聚合物基体的相容性，提升 LDHs 在基体中的分散性；在 LDHs 表面形成的 Si—                    [62-63]
                              O—Si 结构促进致密炭层的形成
             含磷化合物            含磷化合物受热分解产生聚磷酸和焦磷酸，促进多羟基化合物脱水炭化，形成具有一定厚度的                               [64-66]
                              不易燃烧的炭层，隔绝 O 2 和热量的输送；含磷化合物受热分解释放 PO•，终止燃烧链式反应；
                              含磷化合物可与 LDHs 协同作用
             MOFs             MOFs 修饰后，LDHs 受热分解形成的金属氧化物可催化基体炭化，促进高度石墨化炭层的形成，                          [67]
                              实现隔热隔氧的效果；MOFs 可与 LDHs 协同作用
             RGO              RGO 作为二维层状材料，热稳定性好，具有优异的物理屏蔽作用，能够隔热隔氧，可与 LDHs                            [70]
                              协同发挥阻燃作用

            5   结束语与展望                                         发，增加 LDHs 的种类及应用领域；（3）提升现有
                                                               LDHs 与聚合物的界面相容性及结构设计，充分发
                 综上所述，LDHs 在阻燃方面的研究已经取得                        挥各组分的协同阻燃作用，进一步实现 LDHs 的高
            了显著的进展。基于 LDHs 的结构特点及其阻燃机                          效阻燃；（4）开发更多的 LDHs 表面改性方法，如
            理，提升 LDHs 阻燃性能的途径相对较多，不仅可                          各向异性改性，实现 LDHs 高效阻燃的同时赋予其
            以通过调节 LDHs 层板的金属阳离子和层间客体阴                          其他功能；（5）实现 LDHs 多种改性方法的优化组
            离子来调节 LDHs 的结构组成，还可以从 LDHs 的                       合，使其阻燃性能实现最大化；（6）虽然 LDHs 的
            表面改性角度出发结合其他阻燃材料，改善 LDHs                           产业化已经实现，且在耐磨等行业中已有工业化应
            与基体的相容性。然而，无论采用哪种提升途径，                             用，但在阻燃领域的工业化应用还不够成熟，这主
            目前依然存在着阻燃效率有待进一步提高、添加量                             要受制于 LDHs 的相容性及阻燃能力，因此进一步
            过大影响聚合物性能等问题。同时，现有 LDHs 的                          加快 LDHs 阻燃剂的工业化应用还需努力。
            制备工艺还存在着大量含盐废水的产生问题。因此，
                                                               参考文献：
            作者认为今后 LDHs 的制备及其在阻燃领域的应用
                                                               [1]   SHAO X M, DU Y Q, ZHENG X F, et al. Reduced fire hazards of
            研究主要从以下几个方面开展：（1）开发更加环保                                expandable polystyrene building materials  via  intumescent flame-
            的 LDHs 制备工艺，解决 LDHs 制备过程中副产物                           retardant coatings[J]. Journal of Materials Science, 2020, 55(17):
            带来的污染问题，实现 LDHs 的清洁化生产；（2）                             7555-7572.
                                                               [2]   HENG X D (衡小东). Application status and development trend of
            尝试更多类型具有优异阻燃性能 LDHs 的研制开                               plastics in furniture materials[J]. China Plastics Industry (塑料工业)
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