[01831112]磷氮阻燃剂-碳纳米管协同阻燃高分子材料的研究

碳纳米管（CNTs）由于其独特的结构而表现出奇特的物理化学性质,成为举世瞩目的新材料。自上世纪90年代初面世后,碳纳米管已在光电器件、导电膜、探针等领域显示出诱人的应用前景。近年来,由于CNTs大规模生产技术取得了突破,成本逐渐降低,碳纳米管在应用广泛的高分子材料中的增强、增韧、阻燃等开始成为另一个研究热点。 然而,由于碳纳米管与聚合物复合时极易团聚,给其进一步应用造成很大的困难。要想达到更好的阻燃和增强效果,必须先对其表面进行功能化处理。目前,以提高碳纳米管在聚合物基体中分散为目标的功能化处理的研究大多集中在对其进行接枝或包覆有机化合物或聚合物。这些化合物虽然可以提高碳纳米管在基体中的分散,但包覆物本身的易燃性无疑不利于高分子材料本身的阻燃性能,如何解决两者之间的矛盾成为提高聚合物/碳纳米管复合材料阻燃性能的关键。 针对有机化合物或聚合物表面改性不利于阻燃的不足,本课题组提出采用阻燃剂或阻燃剂的前驱体对碳纳米管进行表面修饰的学术思想。在这一创新的学术思想指导下,通过化学接枝、等离子体引发接枝、静电吸附等方法实现了磷氮化合物、富勒烯、层状双金属过氧化物对碳纳米管的表面修饰,改善了碳纳米管的分散,达到了阻燃和增强的双重效果。 此外,本研究还在碳纳米管阻燃聚合物机理、新型含磷氮的膨胀型阻燃剂的合成、碳纳米管表面处理新方法等方面取得一系列创新成果。这些成果丰富了聚合物纳米复合材料界面改性的方法,深化了纳米阻燃机理的认识,对碳纳米管在聚合物增强、阻燃领域的应用有显著的推动作用。 在学术期刊发表论文49篇,其中SCI收录论文45篇（含ZJU100期刊论文4篇,TOP期刊论文18篇）,影响因子合计132.39,被引频次合计896次,他引769次,其中SCI被引807次,他引687次。此外,在国外出版的学术专著中撰写专论2章,获得授权发明专利2项,培养博士研究生6人,硕士研究生3人。 国内权威同行认为,本成果是一项具有国际先进水平的理论成果。