談石墨烯材料的阻燃應(yīng)用

     石墨烯具有很多超級的性能，它一直被用于新的應(yīng)用領(lǐng)域，其中最新的應(yīng)用之一是防火。石墨烯是由碳組成的，可能你會覺得它會像木炭一樣燃燒。事實(shí)上石墨烯是很好的阻燃材料。

　　火災(zāi)產(chǎn)生要素

  　要了解火災(zāi)蔓延的情況，你需要知道火災(zāi)三角模型，氧氣、熱量和燃料的模式是火災(zāi)啟動和維持所必需的。任何火災(zāi)都需要氧氣、熱量和燃料。缺乏其中的任何一個(gè)，火災(zāi)就不起作用。所有防火涂料的目標(biāo)都是針對這三個(gè)關(guān)鍵因素之一。

　　石墨烯是如何作為阻燃劑的

  　石墨烯和氧化石墨烯納米片可作為可與各種液體和聚合物混合的粉末和糊劑獲得。這種靈活性使其成為各種產(chǎn)品的理想添加劑和涂料。中國河南大學(xué)的一個(gè)研究小組研究了石墨烯的工作方式，發(fā)現(xiàn)石墨烯防止火災(zāi)蔓延的方法有幾種。中國研究小組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)石墨烯涂層被燒焦時(shí)，它就會發(fā)光。這個(gè)炭層密集且連續(xù)，它會阻擋表面，阻止氧氣進(jìn)入材料的深處。石墨烯有更多的性能。它傳導(dǎo)熱量非常好，這意味著局部的熱量被傳導(dǎo)到其余的材料中并分散，使得火勢難以傳播。導(dǎo)熱和焦炭阻塞產(chǎn)生了所謂的迷宮效應(yīng)，其中熱量和燃燒氣體必須遵循通向燃料的曲折路徑，并且這有效地防止了火焰的蔓延。

  　除了阻燃效果，石墨烯和氧化石墨烯也具有非常高的表面積。這可以吸附易燃有機(jī)揮發(fā)物，并阻止其在燃燒過程中的釋放和擴(kuò)散。石墨烯添加劑和涂料很可能會減少火災(zāi)中的有毒氣體?？梢钥吹绞┭芯康牟椒チ钊藝@為觀止。這些新材料有太多的用途，可以挽救生命是這項(xiàng)技術(shù)特別令人滿意的應(yīng)用方向。

　　石墨烯在防火涂料中的阻燃機(jī)理被認(rèn)為是以下幾種阻燃作用的疊加:

    （1）石墨烯的二維片層結(jié)構(gòu)能在涂料中層層疊加，形成致密的物理隔絕層，提高阻燃性能。

    （2）石墨烯可以與涂料中樹脂進(jìn)行交聯(lián)復(fù)合，進(jìn)一步形成一層致密的保護(hù)膜，起到阻隔空氣的作 用，從而發(fā)揮阻燃的效果。

    （3）在高溫下石墨烯涂層燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水，并生成更加致密、連續(xù)的碳層，阻隔作用更強(qiáng)。

     石墨烯作為一種無鹵、綠色的聚合物阻燃劑成為研究熱點(diǎn)。無論是單獨(dú)使用亦或與其他阻燃劑一起使用都在提高聚合物阻燃性能上發(fā)揮重要作用，并且通過改性石墨烯或與其他阻燃劑共混的方式可豐富其阻燃方式。對于21世紀(jì)的人們對綠色、環(huán)保呼聲高漲的今天，石墨烯優(yōu)異的阻燃性能一定會成為國際阻燃市場上的重要角色。