传统的卤系阻燃剂由于环保方面的原因受到越来越多的限制,黏土、碳纳米管等纳米填料虽然能显著降低聚烯烃的热释放速率等指标,但由于它们主要是通过凝聚相阻燃机理,所以在垂直燃烧试验和极限氧指数等传统的火安全测试中效果不佳。由于聚烯烃的降解和燃烧是通过自由基链断裂方式进行的,而富勒烯(C60)具有超高的捕捉自由基的能力,有助于终止或延缓聚烯烃的链降解反应,因此,C60有望全面提高聚烯烃的阻燃性能。本课题着重研究C60阻燃聚烯烃的作用规律和阻燃机理,全面掌握C60阻燃聚烯烃在各种火安全测试(锥形量热、垂直燃烧、极限氧指数)中的表现,并在此基础上探讨其与其他阻燃体系之间的协同效应。研究结果对保持我国在C60阻燃领域的国际领先地位将有重要意义,对新型无卤阻燃体系的开发、对开拓C60的应用领域也有重要的指导价值。
fullerene;polyolefin;thermal oxidative stability;flame retardation;free radical
研究了富勒烯(C60)对PE、PP等聚烯烃热降解和热氧化降解行为的影响,发现随着富勒烯的加入,聚烯烃的起始分解温度提高,尤其是在空气气氛下,主要归结为C60能够捕捉聚烯烃热降解时产生的自由基,特别是对氧自由基有更强的捕捉能力。当C60含量高于某一阈值(约0.5wt.%)时,可以促使聚烯烃受热时形成交联网络,这一交联网络的形成提高了其热氧化稳定性,从而延缓聚烯烃的燃烧速率,显著提高了聚烯烃的阻燃性能。还发现富勒烯与氢氧化铝(ATH)有良好的协同作用。发表SCI收录论文7篇(其中1篇获浙江省自然科学学术奖二等奖),会议论文6篇,申请发明专利1项,撰写专著1章。