광범위한 연구에 따르면 탄소 나노 튜브 (CNT)는 단일 벽 (SWCNT) 또는 다중 벽 (MWCNT)이 전통적인 불꽃 지연자가 PP, PP, PE와 같은 다른 폴리머에 사용되는 가장 유망한 대안 중 하나입니다. , PLA, 리그 노 셀룰로오스, 에폭시 수지. 84-88 이 연구는 중합체 복합재에 소량의 잘 분산 된 CNT (<5 wt%)를 첨가하면 매혹적인 화학적 및 물리적 특성으로 인해 화재 거동이 크게 향상 될 수 있음을 보여 주었다 .
CNT는 측면 비율이 큰 길쭉한 구조를 가지고 있습니다. 그들의 특정 형상을 통해 응축 된 단계에서 강력한 보호 네트워크를 만들어 기저 중합체를 열에서 보호 할 수 있습니다. 이 거동은 연소 동안 열 방출 속도 (원뿔 열량 측정법의 PHRR 감소)의 억제를 초래할 수있다. 또한 , 상이한 폴리머에 CNT를 통합 하는 동안 낮은 화염 확산 속도, 연기 억제 및 방지 특성이보고되었다.
중합체 복합체의 화재 지연의 개선은 CNT의 균일 한 분산 및 중합체 매트릭스와의 상호 작용에 크게 의존한다. 84 , 89 다른 표면 변형 방법 및 제조 기술이 있으며, 이는 중합체에서 CNT 균질 분포를지지한다. 또한, 무기 화합물 또는 공유 결합 유기 불꽃 지연제와의 CNT의 혼성화가 그들의 열 안정성을 향상시키기 위해 조사되었다. 폴리 카보네이트와 같은 구조에 방향족 고리가있는 중합체는 CNT와의 우수한 계면 접착력을 갖는 것으로 알려져있다.
농축 황산 및 질산으로 CNT의 화학적 처리는 폴리 락트산 또는 리그 노 셀룰로스와 같은 상이한 중합체에 포함될 때 성공하는 것으로 입증되었습니다. 86 , 89 산 처리 된 MWCNT의 2 wt%를 리그 노 셀룰로스/키토산 복합재 (LC/GC/MWCNT)에 통합하면 총 열 방출과 총 연기 생산량을 10.7% 및 45.5% 감소시킬 수 있습니다. 원뿔 열량 측정 시험 동안 처녀 중합체의. LC/GC/MWCNT 복합재는 또한 깔끔한 폴리머에 비해 더 높은 LOI 값을 나타냈다 . 또한, Yang 등은 PLA/칼슘 마그네슘 피테이트 복합체에 1 중량% 산 처리 된 CNT를 첨가하면 최대 35%의 최대 열 방출 속도 및 18.4%의 CHAR 잔류 물의 현저한 감소를 촉진한다는 것을 보여 주었다.
일차 치료 나 수정없이 용융 블렌딩 준비 방법을 도입하는 연구가 있습니다. Kashiwagi 등은 1 vol% MWCNT를 첨가함으로써 폴리 프로필렌 (PP)의 PHRR의 현저한 감소를보고 하였다. PP/MWCNTS 복합재는 1 차 변형 또는 추가 첨가제없이 직접 용융 블렌딩을 사용하여 제조 하였다. 85 Rahatekar 등은 고 전단 혼합을 통해 나노 필러의 균일 한 분산을 통해 에폭시 수지에서 MWCNT의 불꽃 지연 효과를 입증 하였다. 88 가스화 장치를 사용하여 깔끔한 에폭시와 비교하여 에폭시/MWCNTS 복합재에 대해 질량 손실 속도 (MLR)의 거의 50% 감소가 관찰되었다. 88 다른 연구에서, Kashiwagi 등은 결과 복합재의 화재 성능에서 PMMA 매트릭스에서 CNT의 균일 한 분산의 중요성을 조사했다. 92 개의 SWCNT를 PMMA 및 디메틸 포름 아미드 (DMF) 현탁액에 첨가하고 24 시간 동안 욕조에 의해 분산되도록 허용 하였다. SACNT의 균일 한 분산은 DMF의 농도에 의해 제어되었다. 원뿔 열량 측정 시험 결과는 PMMA에서 0.5 wt% 균일하게 분산 된 SWCNT를 갖는 샘플에 대해 PHRR의 현저한 감소를 보여 주었다. 한편, 0.5 중량%가 제대로 분산되지 않은 SWCNT를 함유하는 PMMA는 Virgin PMMA와 유사한 화재 성능을 갖는 것으로 입증되었다 .
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