Preparation of Zeolitic Imidazolate Frameworks and Their Application as Flame Retardant and Smoke Suppression Agent for Rigid Polyurethane Foams

聚氨酯 材料科学 热重分析 傅里叶变换红外光谱 扫描电子显微镜 复合数 复合材料 烧焦 拉曼光谱 化学工程 热解 物理 工程类 光学
作者
Jiaji Cheng,Dexin Ma,Shaoxiang Li,Wenjuan Qu,Dong Wang
出处
期刊:Polymers [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:12 (2): 347-347 被引量:41
标识
DOI:10.3390/polym12020347
摘要

In order to reduce the fire risk of rigid polyurethane foams (RPUF), three kinds of zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) were prepared. The results of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscope (SEM and X-ray diffraction (XRD) showed that ZIFs were successfully prepared. The combustion test results showed that the heat and smoke production of the composite containing ZIFs was obviously reduced. In particular, the peak heat release rate (PHRR) of ZIF-8/RPUF decreased from 740.85 kW/m2 (Ref. RPUF) to 489.56 kW/m2, while the PHRR of ZIF-7/RPUF and ZIF-11/RPUF is 598.39 and 583.36 kW/m2, respectively. The addition of ZIFs improved the thermostability of the composite. The T50% of ZIF-8/RPUF, ZIF-7/RPUF and ZIF-11/RPUF increased to 364, 382 and 380 °C, respectively. The maximum light absorption of ZIF-7/RPUF and ZIF-11/RPUF was about 88%, which is higher than that of ZIF-8/RPUF (75%). The results of Raman spectroscopy showed that the ID/IG value of Ref. RPUF is 2.96, while the ID/IG value of ZIFs/RPUF reduces to less than 2.80. The main mechanism of ZIFs for reducing the fire risk of RPUF was the catalysis and incarbonization of ZIFs during combustion based on the results of thermogravimetric analysis and Raman spectroscopy of char residue.
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