Co-ZIF改性氮化硼与磷酸铵的协同作用：提高聚乙烯醇阻燃性和导热性的策略

《Journal of Applied Polymer Science》：Co-ZIF Modified Boron Nitride co-Effecting Ammonium Polyphosphate: A Strategy for Improving the Flame Retardancy and Thermal Conductivity of Polyvinyl Alcohol

聚乙烯醇（PVA）因易燃性限制应用，本研究通过原位生长法制备阻燃导热填料ZIF-67@BN，添加1%ZIF-67@BN和7%APP的PVA复合材料LOI达28.1%，较纯PVA提升36.4%，总热释放率（THR）降低39.0%，峰值热释放率（pHRR）下降61.6%。机理为ZIF-67@BN的物理阻隔及催化碳化，APP分解产生气体稀释并形成磷酸类物质促进脱水炭化。

　　

摘要

聚乙烯醇（PVA）具有优异的化学和物理性能，使其在许多领域中具有重要应用价值，但其易燃性限制了其更广泛的应用。在本研究中，通过原位生长技术合成了具有阻燃和导热性能的填料ZIF-67@BN，并对其结构和形态特征进行了研究。将ZIF-67@BN和磷酸铵（APP）添加到PVA中。实验结果表明，含有1 wt.% ZIF-67@BN和7 wt.% APP的PVA复合材料的极限氧指数（LOI）为28.1%，比纯PVA高出36.4%。此外，该复合材料的总热释放率（THR）降低了39.0%，峰值热释放率（pHRR）降低了61.6%。这是因为ZIF-67@BN作为填料起到了物理屏障作用，并促进了PVA的碳化过程。在加热过程中，APP的分解产生了不可燃气体，起到了稀释作用；同时，磷酸和亚磷酸的生成有助于PVA的脱水过程。