基于乳膠橡膠和聚氨酯的柔性聚合物泡沫可用于床墊，家具，室內(nèi)裝潢和汽車座椅等領(lǐng)域。目前全球軟聚氨酯泡沫塑料年產(chǎn)量已超過700萬噸，預(yù)計(jì)未來5年亞洲的年增長率將超過5％。為了達(dá)到防火安全標(biāo)準(zhǔn)，聚合物泡沫材料依賴于添加阻燃劑。溴化合物，包括多溴二苯酯，是最常用的傳統(tǒng)阻燃劑。然而由于其毒性及持久性，這些化合物已被確定為持久性有機(jī)污染物，從而引起了對(duì)消除阻燃劑新方法的研究；诰酆衔锛{米復(fù)合材料或基于阻燃涂層的泡沫體顯示出受損的機(jī)械性能，并且需要額外的處理步驟。因此，需要在不損害機(jī)械性能的情況下獲得具有優(yōu)異阻燃性能的泡沫且可以該技術(shù)可大規(guī)模生產(chǎn)是目前面臨的問題和挑戰(zhàn)。
近日，來自印度科學(xué)與創(chuàng)新研究學(xué)院的研究人員展示了一種不含阻燃添加劑的無機(jī)/聚合物混合物的一步制備；旌吓菽@示出優(yōu)異的機(jī)械性能。盡管無機(jī)含量很高，但它們對(duì)大的壓縮應(yīng)變依然表現(xiàn)出彈性。由于這些泡沫主要由無機(jī)組分組成，因此它們在火焰燃燒測試中表現(xiàn)出特殊的阻燃性，并且具有自熄性。在經(jīng)受火焰之后，泡沫保持其多孔結(jié)構(gòu)并且不滴落或塌陷。該成果發(fā)表于《ACS Applied Materials &Interfaces》。
圖1 制備過程
將聚醚酰亞胺（PEI）與二氧化硅液相混合，通過一步冷凍干燥法制備阻燃泡沫。這些混合泡沫體使用依賴綠色溶劑，水作為致孔劑的冰模板來制備。
表1 5%、10%二氧化硅的泡沫與PEI泡沫、商用PU阻燃泡沫的機(jī)械性能對(duì)比
圖2 壓縮完前后5%、10%二氧化硅的泡沫與商用PU阻燃泡沫的數(shù)碼照片及其相應(yīng)的SEM圖像
經(jīng)過壓縮回復(fù)測試發(fā)現(xiàn)，該泡沫具有很好的力學(xué)性能和回復(fù)性。
圖3 PEI泡沫、10%二氧化硅的呼和泡沫與商用PU阻燃泡沫的燃燒過程對(duì)比
在微燃燒量熱儀中，混合泡沫顯示出高達(dá)25％的商業(yè)阻燃聚氨酯熱釋放速率，并且具有自熄性。
