新型纳米复合阻燃剂蒙脱土-三聚氰胺氰尿酸盐的制备与研究

Nanoscale sandwich-like materials is one of focus in materials science. Luckily, it has been studied decades by using layer-by-layer assembly (LBL) method. One problem is that LBL method is basing on the charge balance, thus the materials that were prepared by using LBL method are made up by one positive charged layer and one negative charged layer. It is difficult to prepare one kind of sandwich-like nano-materials by using charged layer with uncharged layer, or two kinds of uncharged layers. So, how to prepare charged-uncharged, or uncharged-uncharged Nanoscale sandwich-like materials is worth to study. In this proposal, montmorillonite which has synergistic effects with flame retardants and melamine cyanurate, multi-layered flame retardant, are selected to prepare one kind of charged-uncharged nanoscale sandwich-like materials. Its preparation, characterization and simulation will be studied. The results can be employed to further studies or prepare similier materials, while the montmorillonite-melamine cyanurate should be efficient nitrogen-contain flame retardant and used widely.

纳米维度三明治材料是当今研究的一个热点，基于层层自组装方法制备纳米维度三明治材料已经得到了较好的发展，但此法是依据电荷平衡原理，利用带有异种电荷的片层间的自组装完成，对于不带电的片层间，或只有一种片层带电，而另一种片层不带电的情况是不适用的。因此，如何制备带电-不带电，或不带电-不带电纳米维度三明治材料是值得探索的。选用层状结构的阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)和具有阻燃协效作用的蒙脱土(MMT)为纳米结构单元，采用吸附-自组装原理，完成MMT-MCA这种带电-不带电类型三明治材料的制备、表征和结构模拟。其研究结果将对该领域的研究有指导和借鉴作用。而制备的蒙脱土-三聚氰胺氰尿酸盐将是一种新型的高效的氮系阻燃剂，具有很好的应用价值。

纳米维度三明治材料是当今研究的一个热点，基于层层自组装方法制备纳米维度三明治材料已经得到了较好的发展，但此法是依据电荷平衡原理，利用带有异种电荷的片层间的自组装完成，对于不带电的片层间，或只有一种片层带电，而另一种片层不带电的情况是不适用的。因此，如何制备带电-不带电，或不带电-不带电纳米维度三明治材料是值得探索的。本项目选用层状结构的阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)和具有阻燃协效作用的蒙脱土(MMT)为纳米结构单元，采用吸附-自组装原理，完成了MMT-1MCA和MMT-nMC两类带电-不带电类型三明治材料的制备、表征和结构模拟。研究结果表明MMT-MCA具有交指晶结构。通过MMT-MCA在聚合物中的应用研究发现，MMT-MCA展现出出众的分散性能，在不借助马来酸酐接枝聚丙烯的情况下，即可实现在聚丙烯中的纳米分散。通过MMT-MCA在PA6中的应用研究发现，在总添加量为8wt%时，即可使PA6样品通过UL-94 V-0级测试，且使PA6的力学强度提高。因此，本项目研究的具有交指晶结构的MMT-MCA纳米复合阻燃剂的制备和表征方法对此类材料具有借鉴价值，且MMT-MCA在聚合物中，特别是PA6中具有很好的应用价值。