分子/BP-NH2(BP-NH-MCA)杂化纳米材料

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分子/BP-NH2(BP-NH-MCA)杂化纳米材料产品描述：从简易制备聚合物基纳米复合材料的角度出发,通过几种不同的途径制备二维黑磷及其表面功能化材料。通过改良的气相转移法制备的黑磷晶体。随后,通过聚磷腈表面包覆的方式,黑磷烯的空气稳定性,同时可以黑磷烯在环氧树脂中的分散性及其纳米复合体系的相界面作用。聚磷腈功能化的黑磷烯可以均匀分散在聚合物基体中并表现出的物理阻隔效应。其次,通过电化学剥离的方式,同步实现黑磷的剥离与功能化,添加较低量的改性黑磷烯赋予聚合物材料的力学和热学性能。后,通过小分子辅助球磨法同步对黑磷进行剥离和表面功能化,分别得到羟基化和氨基化的黑磷纳米片用于进一步功能化和应用,表面功能化的黑磷纳米片可以其与聚合物基体的界面相互作用,且有助于表面的进一步反应,赋予其新的性能。通过以上设计,这些功能化的二维黑磷可以赋予聚合物材料的力学和性能,进而降低聚合物复合材料体系的火灾危险性。主要研究工作如下。1.黑磷(BP)在大气环境中易氧化,因此对BP基聚合物纳米复合材料的相关研究较少。通过反应单体4,4'-二氨基二苯醚(ODA)和六氯环三磷腈(HCCP)的共缩聚反应,在二维黑磷表面原位生长一层聚磷腈材料,得到具有丰富-NH2基团的聚磷腈功能化黑磷(BP-PZN)。将所得的BP-PZN引入环氧树脂(EP)中,得益于表面的功能化改性,二维黑磷在环氧复合材料中呈现*层离状态和均一的分散状态。相比于添加纯的黑磷烯,添加功能化黑磷烯的聚合物复合材料的热稳定性、力学性能和性能都得到了的,强的界面相互作用(共价键作用)和综合的效应(黑磷烯和聚磷腈本身的效应,以及片层的物理阻隔作用)是聚合物复合材料燃烧性能的关键。此外,作为剂,黑磷烯和聚磷腈的催化成炭作用之间的协同效应能够聚合物纳米复合材料燃烧后的残炭量,在复合材料表面形成一层热而致密的保护炭层。此外,EP/BP-PZN纳米复合材料中的BP-PZN在暴露于环境条件下四个月后仍表现出的空气稳定性。BP-PZN纳米片在EP中的空气稳定性归因于聚磷腈表面包裹和聚合物基体的双重保护。2.实现BP实际应用的关键在于单层或少层BP纳米片的量产。采用一种简便、绿色的电化学方法可大量制备植酸钴功能化BP纳米片(BP-EC-Exf),其中BP晶体为电极,植酸同时用作改性剂和电解质。通过电化学方法,可同步实现黑磷的剥离和官能化。此外,通过简单易行的紫外光固化制备得到聚氨酯丙烯酸酯/BP-EC-Exf(PUA/BP-EC)纳米复合材料。值得注意的是,将BP-EC-Exf引入PUA基体使PUA在拉伸强度和拉伸断裂应变方面的力学性能得到,热释放速率峰值和总热释放量下降,CO等热解产物释放量也降低。此外,PUA/BP-EC纳米复合材料在暴露于环境条件下四个月后呈现空气稳定性。这种改进的电化学方法可同时实现BP纳米片的剥离和功能化,为制备基于BP的聚合物纳米复合材料提供了方法。

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