Construction of transition metal aromatic-sulfide polyphosphazene heterostructured nanowires for synergistic flame retardancy and smoke suppression

聚磷腈 锥形量热计 极限抗拉强度 材料科学 纳米线 聚氨酯 燃烧 化学工程 纳米技术 化学 有机化学 复合材料 烧焦 工程类 聚合物
作者
Yiheng Ma,Yuanmeng Lou,Hong Zhang,Le Yang,Danqi Yang,Jianzhong Xu,Haiyun Ma
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:452: 139564-139564 被引量:32
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.139564
摘要

To efficiently enhance the fire safety of epoxy resin (EP), a novel core–shell organic–inorganic hybrid nanowires based on copper aromatic-sulfide and polyphosphazene heterostructure were designed and synthesized via a two-step synthesis, including the synthesis of 2,4-dichlorothiophenol-Cu (Cl-Cu) nanowires and the in-situ coating of poly(cyclotriphosphazene-co-4,4′-sulfonyldiphenol) (PZS) on Cl-Cu nanowires ([email protected]). With only 0.5 wt% of [email protected] nanowires, the limited oxide index (LOI) of EP was increased to a maximum of 27.4 %. The combustion performance of EP with 0.5 wt% [email protected] nanowires investigated by cone calorimeter tests showed that the peak of heat release rate (PHRR), and total smoke production (TSP) decreased by 24.50 %, and 22.73 %, respectively, and the residue mass increased by 135.82 %. Moreover, 0.5 wt% addition of [email protected] nanowires dramatically enhanced the tensile strength of EP by 34.9 %, elongation at the break by 27.6 %, and impact strength by 14.2 % due to the unique 1D organic–inorganic nanowire structure. It was inferred that [email protected] nanowires possessed significant synergistic effect on the improvement of flame retardancy, smoke suppression and mechanical strength.
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