来源:Frontiers of Chemical Science and Engineering 发布时间:2024/4/12 14:17:15
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FCSE | 前沿研究:MoS2@NiPS杂化体用于提高环氧树脂复合材料的阻燃性和耐磨性

论文标题:Molybdenum disulfide@nickel phyllosilicate hybrid for improving the flame retardancy and wear resistance of epoxy composites

期刊:Frontiers of Chemical Science and Engineering

作者:Shibin Nie, Wei He, Yuxuan Xu, Wenli Zhai, Hong Zhang, Jinian Yang

发表时间:15 Nov 2023

DOI:10.1007/s11705-023-2357-1

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阅读原文请点击“Molybdenum disulfide@nickel phyllosilicate hybrid for improving the flame retardancy and wear resistance of epoxy composites”

背景及意义

环氧树脂(EP)作为热固性树脂,以其出色的电绝缘性和化学稳定性等特点而备受瞩目。然而,EP本身存在一些挑战:高度易燃性以及固化后形成的致密三维网络结构导致耐磨性不佳等问题,限制了其在阻燃和摩擦性能要求较高领域的应用。在此背景下,本研究设计合成了新型的二硫化钼@硅酸镍杂化体(MoS2@NiPS),通过将该杂化体引入环氧树脂中,改善了环氧树脂的多种性能。

内容及主要结论

室温下使用溶胶-凝胶法制备了MoS2@NiPS杂化体并引入EP中(Fig.1),研究了其对复合材料的热稳定性、阻燃性能和摩擦性能的影响。主要结论如下:

(1)MoS2@NiPS通过抑制质量损失率、增加残炭的质量,有效改善了材料的热稳定性;

(2)MoS2@NiPS显著改善EP复合材料阻燃性,将垂直燃烧时间从166秒缩短至35秒,极限氧指数由23.7%提升至26.1%,并促进残炭石墨化,形成致密连续炭层;

(3)MoS2@NiPS将磨损率降低68.8%,使复合材料摩擦性能显著提升。

Fig.1 Schematic illustration of sample preparation.

亮点

巧妙地利用了二硫化钼比表面积大的优势,将其作为模板,在表面成功合成NiPS,制备了MoS2@NiPS杂化体。这项研究的重要成果在于,少量的MoS2@NiPS即可显著提升环氧树脂复合材料的热稳定性、阻燃性能和摩擦性能。

相关成果以“Molybdenum disulfide@nickel phyllosilicate hybrid for improving the flame retardancy and wear resistance of epoxy composites”为题发表在Frontiers of Chemical Science and Engineering(DOI: 10.1007/s11705-023-2357-1)。

作者及团队介绍

聂士斌(通讯作者、第一作者),安徽理工大学教授,博导,安徽省学术与技术带头人后备人选,主要研究方向为火安全材料、煤矿防灭火技术。主持国家基金2项,省级项目9项;以第一作者和通讯作者发表SCI收录论文40余篇;以第一发明人授权国际发明专利2项、国内发明专利8项。

何威(第二作者),安徽理工大学2021级硕士研究生。

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