Ognioodporne nanopojemniki

Anonim

Polimery odgrywają istotną rolę w naszym codziennym życiu, ale mają również zwiększone ryzyko pożaru. Skuteczne środki zmniejszające palność są kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa ludzi i zabezpieczenia towarów przed niebezpieczeństwem przypadkowych pożarów.

Przemysł polimerowy zwrócił się do środków zmniejszających palność, aby zmniejszyć wpływ pożarów spowodowanych przez wysoce łatwopalne polimery. Jednak konwencjonalne środki zmniejszające palność, takie jak związki chlorowcowane, mają pewne poważne wady, takie jak trwałość środowiska i toksyczność. Co więcej, ich stosowanie jest obecnie ograniczone przez rozporządzenie Komisji Europejskiej w sprawie REACH dotyczące rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów.

Rozwój ognioodpornych nanomateriałów w celu poprawy właściwości mechanicznych i termicznych jest uważany za jedno z najbardziej obiecujących wyzwań w dziedzinie ognioodporności. Finansowany ze środków UE projekt NOFLAME "otworzył drzwi do nowatorskich podejść w zakresie zmniejszania palności i zrozumienia degradacji polimeru, rozszerzając w ten sposób zastosowanie polimerów do nanomateriałów" - mówi koordynatorka, dr Katharina Landfester. "Wraz z ich przyjaznością dla środowiska - bezhalogenowe środki zmniejszające palność - i ich konkurencyjność ekonomiczna, materiały te zaczną przyciągać zainteresowanie komercyjne."

Rozdzielczość dyspersji nanomateriałów

Partnerzy projektu zsyntetyzowali nowatorskie nanopojemniki, aby rozwiązać problemy słabej dyspersji i niskiej adhezji międzyfazowej nanomateriałów nieorganicznych i hybrydowych. Dzięki temu nadają się one do zastosowań trudnopalnych, szczególnie w przypadku enkapsulacji organicznych i nieorganicznych związków trudnopalnych. "Doprowadzi to do nowych zastosowań, w których zastosowanie powłok organicznych jest ograniczone przez ich niską stabilność termiczną i wysoką łatwopalność", wyjaśnia dr Landfester.

"Możliwość kapsułkowania szerokiej gamy substancji sprawia, że ​​nanopojemniki są bardzo pożądane w tworzeniu wielofunkcyjnych nanomateriałów do przyszłych zastosowań" - podkreśla dr Landfester. Jednym z takich przykładów jest enkapsulacja wosków parafinowych - materiału do magazynowania energii cieplnej w budynkach.

Naukowcy uzyskali wysoką stabilność emulsji w ciągu miesięcy bez dodatku lipofobu. Zauważyli, że zastosowanie mikrofluidyzatora do homogenizacji zapewniło bardziej jednolity rozkład wielkości cząstek i zapewniło większą stabilność, powtarzalność i skalowalność emulsji w porównaniu z metodą ultrasonikacji.

Nanopojemniki osadzone w polimerycznych matrycach wykazywały dobrą dyspersję w żywicach epoksydowych, znaczny wzrost zawartości węgla w temperaturze 600 ° C i zmniejszenie całkowitego wydzielania ciepła. Oznacza to, że nanopojemniki spalają się wolniej niż referencyjny materiał handlowy.

Torowanie drogi dla nanopojemników opóźniających palenie

Wyniki pokazują, że syntetyzowane nanopojemniki poprawiły stabilność termiczną i zmniejszyły łatwopalność po osadzeniu w żywicach epoksydowych. "NOFLAME bezpośrednio doprowadzi do lepszego zrozumienia mechanizmów zmniejszających palność i rozproszenia struktur polimerowych przez innych badaczy w nanomateriałach opóźniających palenie i nauce koloidów" - wyjaśnia dr Landfester.

Wysiłki badawcze przyczyniły się również do poszerzenia skali miniaturowej emulsji polimerowej poprzez mikrofluidyzator. Zespół projektu przeprowadza obecnie badania skalowania nowych materiałów do zastosowań biologicznych. "Nasze badania będą miały istotny wpływ na przemysł polimerów, ponieważ firmy aktywnie dążą do zmiany swoich konwencjonalnych środków zmniejszających palność na inne mniej toksyczne, które są zgodne z REACH" - podsumowuje dr Landfester.

menu
menu