摘 要：通過(guò)焙燒重構(gòu)法將CO32-插層的層狀鎂鋁雙金屬氫氧化物(即CO32--LDH)原位高效負(fù)載到黃麻織物上進(jìn)行阻燃整理,并探究其最佳制備工藝。結(jié)果表明:CO32--LDH中除含有納米級(jí)CO32-插層的鎂鋁LDH外,還有部分MgAl2O4雜質(zhì),二者以膜狀物的形式均勻包覆在黃麻纖維表面。在單因素條件下,黃麻織物上CO32--LDH的負(fù)載量及對(duì)黃麻織物的阻燃效果均與LDO添加量、CO32-濃度呈正相關(guān)。當(dāng)LDO添加量為0.5g、CO32-濃度為0.1mol/L時(shí),CO32--LDH的負(fù)載率可達(dá)15.7%,其對(duì)黃麻織物的阻燃效果可提高53.8%,且具有比商業(yè)化磷系阻燃劑———聚磷酸銨更強(qiáng)的阻燃效果。另外,經(jīng)CO32--LDH阻燃改性后,黃麻織物復(fù)合材料的耐磨性能有所降低,但拉伸斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率可分別提高1.6%和41.0%。
關(guān)鍵詞：黃麻織物；阻燃性能；層狀雙金屬氫氧化物；碳酸根離子；焙燒重構(gòu)法
為了緩解資源和環(huán)境壓力，可回收再利用和環(huán)境友好材料已成為汽車新材料研發(fā)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。黃麻纖維具有吸濕透濕強(qiáng)、染色性好、價(jià)格低廉、綠色環(huán)保、易生物降解等優(yōu)良特性[1]，其強(qiáng)度高，延伸低，隔熱、吸音效果良好，在汽車內(nèi)飾如內(nèi)襯件、座椅內(nèi)板和音箱板材等方面獲得了廣闊的應(yīng)用空間[2,3]。然而，黃麻纖維及其復(fù)合材料的極限氧指數(shù)一般較低，屬易燃物或可燃物，需適當(dāng)添加阻燃劑進(jìn)行改性，以減小安全隱患。目前市場(chǎng)上常用有機(jī)磷系阻燃劑對(duì)其進(jìn)行改性，但該類阻燃劑在室溫下多為液態(tài)，高溫時(shí)易滴落，同時(shí)發(fā)煙量大，有毒性，應(yīng)用受到一定限制[4]。無(wú)機(jī)納米阻燃劑可克服上述缺陷，具有無(wú)毒或低毒、價(jià)廉、燃燒時(shí)無(wú)流滴、不產(chǎn)生煙霧等特點(diǎn)，且少量添加即能顯著提高纖維的阻燃性能，因此具有十分廣闊的應(yīng)用前景[5]。
層狀雙金屬氫氧化物(Layered double hydroxides, LDHs)為水滑石類化合物，是一種低毒、抑煙的新型納米無(wú)機(jī)超分子阻燃添加劑[6]。其具有主體層板的化學(xué)組成、層間客體陰離子的種類和數(shù)量、插層組裝體的粒徑大小和分布均可調(diào)整等特性[7]。LDHs分子層間吸附有相當(dāng)量的水分子，且表面帶有大量羥基。特殊的結(jié)構(gòu)特性和熱學(xué)特性決定了其可作為阻燃劑用于高分子材料中。在高溫條件下，填充于聚合物中的水滑石可失去層間水，同時(shí)層板上羥基脫水并以水蒸氣形式散發(fā)，分解釋放出的水和CO2氣體會(huì)吸收大量的熱并稀釋氧氣的濃度從而降低聚合物表面燃燒的溫度，阻止聚合物進(jìn)一步降解，起到阻燃作用。此外，LDHs特殊的層狀結(jié)構(gòu)賦予其較大的表面積和較多的表面吸附活性中心，能吸附有害氣體特別是酸性氣體，因而具有阻燃抑煙的雙重功能[8,9]。
LDHs作為阻燃劑提高有機(jī)聚合物阻燃性能的研究已有較多報(bào)道，如LDH復(fù)合聚丙烯(PP)[10]、聚乙烯(PE)[11]、聚乙烯醇(PVA)[12]、聚氯乙烯(PVC)[13]、尼龍6(PA6)[14]、聚乳酸[15]等。然而將其與天然纖維復(fù)合以改善阻燃性質(zhì)的研究，除相關(guān)木質(zhì)纖維素(木材、中密度纖維板)[9,16]外，鮮有報(bào)道和關(guān)注。Gao等[11]通過(guò)共沉淀法分別合成了CO32-、NO3-、Cl-、SO42-插層的Zn2Al-LDH填料，并將其與高密度聚乙烯(HDPE)熔融復(fù)合，在負(fù)載量為10%～40%時(shí)對(duì)可顯著提高其熱穩(wěn)定性和阻燃性能。但LDH填料用量較高，對(duì)纖維的機(jī)械性能影響較大。Zhang等[15]采用焙燒重構(gòu)法將磷鎢酸跟離子嵌入鎂鋁LDH層間(PWA-LDH),并將其與聚磷酸銨、季戊四醇組成的膨脹型阻燃劑(IFR)一同熔融共混到聚乳酸中，制得膨脹阻燃聚乳酸復(fù)合材料。當(dāng)IFR添加量為18%、PWA-LDH添加量為2%時(shí)，復(fù)合材料極限氧指數(shù)(LOI)可達(dá)48.3%,達(dá)到UL-94 V-0等級(jí)，較大程度地降低了LDH粉體的添加量。Guo等[9]通過(guò)兩步水熱合成法將Cl-插層的LDH成功涂層到木質(zhì)基材上，使木材的極限氧指數(shù)(LOI)由初始的18.9%提高到39.1%,同時(shí)，總煙霧量降低了58%,因此其具有明顯的阻燃和抑煙功能。
水熱合成LDHs具有反應(yīng)速度較快且易實(shí)現(xiàn)、易操作等特點(diǎn)，但反應(yīng)需要高溫、高壓條件，危險(xiǎn)性較高，且阻燃改性底物尺寸易受限制[17]。而焙燒重構(gòu)法不需要更高的離子濃度，且可參與重新構(gòu)建層狀結(jié)構(gòu)的離子種類有更強(qiáng)的靈活性，因此適用于制備含特殊陰離子(如CO32-、多酸離子等)插層的LDHs[18]?？紤]到CO2優(yōu)良的阻燃效果及LDHs在天然纖維阻燃改性方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，本文采用焙燒重構(gòu)法合成具有優(yōu)異阻燃性能的CO32-插層的LDH,并將其原位負(fù)載到黃麻織物上，隨后著重對(duì)其阻燃性能進(jìn)行研究。主要考察了LDO添加量、CO32-濃度對(duì)CO32-插層LDH在黃麻纖維織物上的負(fù)載量及阻燃性能的影響，并測(cè)試了最佳負(fù)載量條件下改性黃麻織物的拉伸斷裂強(qiáng)力及耐磨性能。最后，通過(guò)X射線粉末衍射和掃描電鏡表征了LDH及LDO的物相組成、結(jié)構(gòu)及微觀形貌。該方法可為研制阻燃性能優(yōu)良的低成本、多功能黃麻織物提供參考，對(duì)黃麻織物在汽車內(nèi)飾、家用紡織品等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用具有重要意義。
1 試驗(yàn)部分
1.1 試驗(yàn)材料與儀器
材料：黃麻織物(面密度390g/m2),由喜淘淘貿(mào)易有限公司提供；MgCl2·6H2O、AlCl3·6H2O、Na2CO3、NaOH、無(wú)水乙醇，均為分析純，由天津恒興化學(xué)試劑制造有限公司制；聚磷酸銨(CFR-202),優(yōu)級(jí)純，阿達(dá)瑪斯試劑有限公司制。
儀器：FA2004型電子天平、DGX-9243 BC-1型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、DDSJ-308F型pH計(jì)、SK3-3-12-6型管式爐、2XZ-2型旋片式真空泵、DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、KQ-300DE型數(shù)控超聲波清洗器、HD815B型織物阻燃性能測(cè)試儀、YGO26MD-250型織物強(qiáng)力機(jī)、YG410C-9型馬丁代爾平磨儀。
1.2 Cl--LDH及LDO合成
首先采用共沉淀法合成Cl-插層的LDH(簡(jiǎn)稱Cl--LDH)。按照Mg2+:Al3+摩爾比3∶1,總離子濃度為0.5mol/L,配制700mLMgCl2、AlCl3的混合溶液，再配制6mol/L的NaOH溶液200mL。將NaOH溶液緩慢滴入混合溶液，調(diào)節(jié)其pH值為9.5,最終得到LDH膠狀物。靜置老化2 h后，將溶液抽濾，過(guò)濾物放入110℃烘箱中干燥12h。隨后將干燥物研磨成粉末，記為Cl--LDH。將Cl--LDH放入管式爐中，在空氣氣氛下500℃煅燒2h,升溫速率為5K/min,自然降至室溫后得到LDO。
1.3 CO32--LDH合成及黃麻織物阻燃整理
采用焙燒重構(gòu)法合成CO32--LDH。取尺寸為6cm×6cm的黃麻織物，對(duì)其分別用蒸餾水、無(wú)水乙醇超聲洗滌后烘干備用。配制體積300mL、濃度為0.1mol/L的Na2CO3溶液，保持溶液溫度為25℃。將經(jīng)前處理的黃麻織物置于其中，待其完全浸潤(rùn)在溶液中5 min后，分別添加0.1、0.3、0.5、0.7、0.9g的LDO,攪拌反應(yīng)2h,直接取出置于80℃烘箱中干燥，得到CO32-插層的LDH及原位負(fù)載改性的黃麻織物樣品。其中，CO32-插層的LDH統(tǒng)一記為CO32--LDH。稱重，對(duì)比反應(yīng)前黃麻織物的質(zhì)量，得到CO32--LDH負(fù)載量。隨后再配制體積均為300mL的不同濃度(0.02、0.05、0.08、0.10、0.15mol/L)的Na2CO3溶液，將前處理后的黃麻織物置于其中，待其完全浸潤(rùn)在溶液中5min后，分別添加相同量(0.5g)的LDO,攪拌反應(yīng)2h,取出置于80℃烘箱中干燥。再次稱重，對(duì)比反應(yīng)前后黃麻織物的質(zhì)量，得到CO32--LDH負(fù)載量。
另外，引入商業(yè)化磷系無(wú)鹵阻燃劑——聚磷酸銨阻燃改性黃麻織物，以對(duì)比CO32--LDH阻燃效果。具體過(guò)程為：配制體積300mL、濃度為0.1mol/L的聚磷酸銨溶液，隨后放入前處理后的黃麻織物，攪拌反應(yīng)2h后直接取出置于80℃烘箱中干燥。稱重，對(duì)比反應(yīng)前后黃麻織物質(zhì)量，得到聚磷酸銨負(fù)載量。
按照以上阻燃整理試驗(yàn)條件，制作15塊黃麻織物改性樣品，為后續(xù)測(cè)試做準(zhǔn)備。
1.4 LDH和LDO結(jié)構(gòu)及形貌表征
采用RINT 2000 vertical goniometer型X射線粉末衍射儀(日本理學(xué))鑒定LDH和LDO的物相組成和晶體結(jié)構(gòu)。X射線源采用Cu Kα輻射，石墨單色器，工作電流150mA、電壓40kV。2θ掃描范圍為5°～85°,步長(zhǎng)為每步0.02°,掃描速度0.05°/s,連續(xù)模式。
采用德國(guó)蔡司MERLIN Compact型超高分辨率場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(Bruker 6/30)觀察CO32--LDH負(fù)載改性前后黃麻織物的表面形貌，測(cè)試前對(duì)樣品噴金處理60s,以增強(qiáng)其導(dǎo)電性。
1.5 功能性測(cè)試
1.5.1 阻燃性能測(cè)試
根據(jù)FZ/T 01028—2016《紡織品 燃燒性能 水平方向燃燒速率的測(cè)定》,采用水平燃燒法測(cè)試改性前后黃麻織物的燃燒性能。黃麻織物試樣尺寸為6cm×6cm。調(diào)整火焰高度為38mm±2mm,點(diǎn)火時(shí)間為15s,然后測(cè)定火焰在樣布上的蔓延距離及蔓延此距離所需要的時(shí)間，由此求得試樣的燃燒速率。每種樣品測(cè)試5塊改性試樣，并計(jì)算平均值。燃燒速率按式(1)計(jì)算：
B=L/t×60 (1)
式中：B——燃燒速率，mm/min;
L——火焰蔓延距離，mm;
t——火焰蔓延距離L對(duì)應(yīng)的蔓延時(shí)間，s。
1.5.2 拉伸性能測(cè)試
參考GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能 第1部分 斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定(條樣法)》,測(cè)定黃麻織物改性前后的拉伸強(qiáng)度。設(shè)定拉伸隔距為20 mm、拉伸速度為100mm/min。每種樣品測(cè)定5次，結(jié)果取平均值。
1.5.3 耐磨性能測(cè)試
參考GB/T 21196.3—2007《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測(cè)定 第3部分 質(zhì)量損失的測(cè)定》,測(cè)定改性前后黃麻織物的耐磨性能。試樣為直徑38mm的圓形，總摩擦次數(shù)統(tǒng)一為500次。測(cè)試試樣在摩擦前后的質(zhì)量差，其耐磨性由耐磨指數(shù)來(lái)表示，具體計(jì)算見(jiàn)式(2):
Ai=n/Δm (2)
式中：Ai——耐磨指數(shù)，次/mg;
n——總摩擦次數(shù)，次；
Δm——試樣在總摩擦次數(shù)下的質(zhì)量損失，mg。
2 結(jié)果與討論
2.1 LDH和LDO結(jié)構(gòu)表征及負(fù)載前后織物形貌
Cl--LDH、CO32--LDH及LDO樣品的XRD測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1。
圖1 Cl--LDH、CO32--LDH及LDO的XRD對(duì)比圖
由圖1可以看到，Cl--LDH在低角度出現(xiàn)了3個(gè)類水滑石結(jié)構(gòu)的典型特征峰，峰型對(duì)稱、銳利，為六方晶系。其中，2θ為11.3°和22.7°的衍射峰，分別對(duì)應(yīng)(003)、(006)晶面，相應(yīng)的晶格間距分別為0.7852、0.3920nm。而經(jīng)過(guò)煅燒得到的LDO失去了類水滑石結(jié)構(gòu)的典型特征峰，且峰展寬比較明顯，說(shuō)明其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的金屬氧化物結(jié)構(gòu)。在LDO添加量為0.9 g、CO32--濃度為0.1 mol/L的條件下，經(jīng)過(guò)焙燒重構(gòu)新生成的CO32--LDH樣品在低角度也出現(xiàn)了3個(gè)類水滑石結(jié)構(gòu)典型特征峰，其2θ分別為11.2°、22.3°和34.5°。相較于Cl--LDH,(003)、(006)晶面衍射峰分別向低角度發(fā)生了移動(dòng)，且半峰寬增大，說(shuō)明相應(yīng)的晶格間距分別增大，證明CO32-成功插層進(jìn)入了LDH層間，且所得CO32--LDH具有更小的晶粒尺寸。另外，在高角度如2θ為42.9°、44.8°和62.3°等處也出現(xiàn)了強(qiáng)衍射峰，經(jīng)過(guò)檢索分析，判斷其為MgAl2O4(JCPDS No.33-0853)。這一雜質(zhì)的生成可能與LDO添加量較大及反應(yīng)時(shí)間較短導(dǎo)致反應(yīng)不完全有關(guān)。
隨后對(duì)負(fù)載CO32--LDH前后的黃麻織物微觀形貌進(jìn)行掃描電鏡測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)圖2。
圖2 CO32--LDH改性黃麻織物表面掃描電子顯微鏡圖
如圖2所示，未改性前黃麻織物表面較為光滑，存在明顯的經(jīng)緯交叉結(jié)構(gòu)，纖維直徑為2.5～4.0μm。從圖2(c)可以看出，經(jīng)過(guò)焙燒重構(gòu)所形成的CO32--LDH以泡狀物的形式較為均勻地附著在黃麻纖維上。從圖2(d)中則可更細(xì)致地看到，CO32--LDH以膜狀物的形式均勻包覆在黃麻纖維表面，且在纖維搭接處，CO32--LDH有部分凸起，應(yīng)是焙燒重構(gòu)所形成的LDH膠體膜在干燥過(guò)程中有氣相逸出物所致。這說(shuō)明CO32--LDH在黃麻纖維和織物上實(shí)現(xiàn)了均勻覆蓋和分散，利于兩者獲得較好的結(jié)合力和黏附效果。
2.2 阻燃性能測(cè)試結(jié)果
2.2.1 LDO添加量對(duì)改性后黃麻織物燃燒性能的影響
CO32--LDH改性黃麻織物的水平燃燒特性及其負(fù)載量與LDO添加量之間的關(guān)系見(jiàn)圖3。
圖3 LDO添加量對(duì)CO32--LDH負(fù)載量及織物燃燒速率的影響
由圖3可見(jiàn)，在CO32-濃度為0.1mol/L的條件下，隨著LDO添加量的增大，黃麻織物上CO32--LDH的負(fù)載量呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，而改性后黃麻織物水平燃燒速率則呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)，表明CO32--LDH對(duì)黃麻織物有明顯的阻燃效果。當(dāng)LDO添加量為0.9g時(shí)，CO32--LDH的負(fù)載量可達(dá)0.245g,負(fù)載率為17.5%。此時(shí)，改性黃麻織物的水平燃燒速率為15.0mm/min,相比無(wú)改性的黃麻織物燃燒速率111.6mm/min,阻燃效率提高了86.6%;當(dāng)LDO添加量為0.5g時(shí)，CO32--LDH的負(fù)載量為0.221g,負(fù)載率為15.7%,而改性黃麻織物的水平燃燒速率為51.6mm/min,黃麻織物的阻燃效果提高了53.8%。考慮到材料的綜合成本及耐磨性能，LDO的最佳添加量確定為0.5g。
2.2.2 CO32-濃度對(duì)改性后黃麻織物燃燒性能影響
CO32--LDH改性黃麻織物的水平燃燒特性及其負(fù)載量與CO32-濃度之間的關(guān)系見(jiàn)圖4。
圖4 CO32-濃度對(duì)CO32--LDH負(fù)載量及織物燃燒速率的影響
如圖4所示，在LDO添加量相同的情況下，隨著CO32-濃度的增加，黃麻織物上CO32--LDH的負(fù)載量呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，而改性后黃麻織物的水平燃燒速率則呈現(xiàn)不斷下降趨勢(shì)。這說(shuō)明CO32-濃度的增大有利于促進(jìn)CO32--LDH的生成及其在黃麻織物上的負(fù)載，進(jìn)而利于降低黃麻織物的燃燒速率。但當(dāng)濃度從0.05mol/L增加到0.1mol/L時(shí)，CO32--LDH的負(fù)載量增加不多，說(shuō)明CO32-濃度驅(qū)動(dòng)CO32--LDH生成速率及產(chǎn)量接近飽和。當(dāng)CO32-濃度為0.15 mol/L時(shí)，CO32--LDH負(fù)載量可達(dá)0.298 g,負(fù)載率為21.2%,改性黃麻織物的水平燃燒速率為18.0mm/min,其阻燃效果提高了83.9%。而當(dāng)CO32-濃度為0.1mol/L時(shí)，CO32--LDH負(fù)載量可達(dá)0.221g,負(fù)載率為15.7%,改性黃麻織物的水平燃燒速率則為51.6mm/min, 阻燃效率提高了53.8%?？紤]到材料的綜合成本及耐磨性能，CO32-最佳濃度確定為0.1mol/L。
2.2.3 CO32--LDH與商業(yè)化聚磷酸銨改性黃麻織物的性能對(duì)比
為了探究CO32--LDH改性黃麻織物的商業(yè)化應(yīng)用前景，將其與商業(yè)化磷系阻燃劑——聚磷酸銨進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 CO32--LDH與聚磷酸銨改性黃麻織物的燃燒性能對(duì)比
由表1可以看出，相比于純黃麻織物，在LDO添加量為0.5g、CO32-濃度為0.1mol/L條件下得到的CO32--LDH改性黃麻織物和聚磷酸銨改性黃麻織物，其水平燃燒速率均明顯降低，表明二者均有明顯的阻燃作用。采用CO32--LDH改性黃麻織物在15.7%的負(fù)載率下，其燃燒速率為51.6mm/min,低于負(fù)載率為12.7%的聚磷酸銨改性黃麻織物。為方便比較，將改性劑負(fù)載量歸一化，引入單位負(fù)載量下水平燃燒速率，可見(jiàn)CO32--LDH改性黃麻織物數(shù)值更低。由此說(shuō)明，在改性劑相同負(fù)載量的情況下，CO32--LDH具有比商業(yè)化磷系阻燃劑——聚磷酸銨更好的阻燃效果，因此其具有更大的應(yīng)用潛力。
2.3 拉伸性能測(cè)試結(jié)果
阻燃改性處理一般對(duì)黃麻纖維或織物的拉伸性能影響較大，相關(guān)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 CO32--LDH改性黃麻織物前后拉伸斷裂強(qiáng)力對(duì)比
由表2可見(jiàn)，在LDO添加量為0.5g、CO32-濃度為0.1mol/L條件下得到的CO32--LDH改性黃麻織物的斷裂強(qiáng)力可達(dá)1024.2N,斷裂伸長(zhǎng)率為20.3%,相比初始黃麻織物分別提高了1.6%和41.0%。這可能與CO32--LDH在黃麻織物及纖維表面形成的均勻包覆膜狀物有關(guān)，其在一定程度上有利于增強(qiáng)織物的拉伸斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率。
2.4 耐磨性能測(cè)試結(jié)果
采用馬丁代爾平磨儀考察在LDO添加量為0.5g、CO32-濃度為0.1mol/L條件下得到的CO32--LDH改性黃麻織物的耐磨性能，結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 CO32--LDH對(duì)黃麻織物改性前后耐磨指數(shù)對(duì)比
由表3可見(jiàn)，改性黃麻織物摩擦后質(zhì)量損失較大，耐磨指數(shù)為8.92次/mg,小于未改性的黃麻織物。這與CO32--LDH制備過(guò)程有關(guān)，其采用原位結(jié)構(gòu)重整制備，且為無(wú)機(jī)納米材料，僅依靠表面的氫鍵或分子間作用力鋪展吸附在黃麻纖維表面，但結(jié)合力仍顯不足。后續(xù)可添加相關(guān)硅烷偶聯(lián)劑等來(lái)增強(qiáng)CO32--LDH與黃麻織物的結(jié)合力，從而提高其耐磨性能。
3 結(jié)語(yǔ)
本文借助LDH的結(jié)構(gòu)記憶效應(yīng)合成了CO32-插層的LDH(CO32--LDH),并主要考察了LDO添加量、CO32-濃度對(duì)其在黃麻纖維織物上的負(fù)載量及阻燃性能的影響，得到以下結(jié)論：
(1)焙燒重構(gòu)所合成的CO32--LDH中，除含有CO32-插層的LDH外，還有部分MgAl2O4雜質(zhì)；同時(shí)，CO32--LDH是以膜狀物的形式均勻包覆在黃麻纖維表面的。
(2)當(dāng)CO32-濃度一定時(shí)，隨著LDO添加量的增加，黃麻織物上CO32--LDH的負(fù)載量呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，其阻燃效果逐漸增強(qiáng)。當(dāng)LDO添加量達(dá)到一定值時(shí)，隨著CO32-濃度的增加，黃麻織物上CO32--LDH的負(fù)載量也呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，但增加速度逐漸減小，而其阻燃效果不斷增強(qiáng)。當(dāng)LDO添加量為0.5g、CO32-濃度為0.1mol/L時(shí)，CO32--LDH的負(fù)載率可達(dá)15.7%,其對(duì)黃麻織物的阻燃效率可提高53.8%。
(3)對(duì)黃麻織物，在改性劑相同負(fù)載量情況下，CO32--LDH具有比商業(yè)化磷系阻燃劑——聚磷酸銨更好的阻燃效果以及更大的應(yīng)用潛力。另外，經(jīng)CO32--LDH阻燃改性后，黃麻織物拉伸斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率均有所提高，但耐磨性能低于未改性黃麻織物。該阻燃改性方法有利于促進(jìn)黃麻織物在汽車內(nèi)飾和家用紡織品等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。
參考文獻(xiàn)
[1]彭文芳.黃麻纖維的性能及服用織物開(kāi)發(fā)前景[J].山東紡織科技，2007(2):44-46.
[2]FARUK O.Cars from jute and other bio-fibers[J].Macromolecular Materials and Engineer,2022(12):449-457.
[3]蔡新娟.汽車內(nèi)飾用改性黃麻纖維氈/聚乳酸復(fù)合材料[D].上海：東華大學(xué)，2021.
[4]崔麗麗，李巧玲，韓紅麗.有機(jī)磷阻燃劑的現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].當(dāng)代化工，2007(5):512-515.
[5]王小會(huì).液相沉淀法制備鎂鋁水滑石阻燃劑及其阻燃性能的研究[D].天津：天津工業(yè)大學(xué)，2008.
[6]YU J,WANG Q,O’HARE D,et al.Preparation of two dimensional layered double hydroxide nanosheets and their applications[J].Chemical Society Reviews,2017,46(19):5950-5974.
[7]段雪，張法智.無(wú)機(jī)超分子材料的插層組裝化學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.
[8]丁鵬，唐圣福，汪慶，等.阻燃聚合物/層狀雙氫氧化物復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)，2011,25(5):40-44.
[9]GUO B,LIU Y,ZHANG Q,et al.Efficient flame-retardant and smoke-suppression properties of Mg–Al-layered double-hydroxide nanostructures on wood substrate[J].ACS Applied Materials & Interfaces,2017,9(27):23039-23047.
[10]CAO Y,ZHANG Y,WILLIAMS G R,et al.Layered double hydroxide-oxidized carbon nanotube hybrids as highly efficient flame retardant nanofillers for polypropylene[J].Scientific Reports,2016,6:35502.
[11]GAO Y,WANG Q,WANG J,et al.Synthesis of highly efficient flame retardant high-density polyethylene nanocomposites with inorgano-layered double hydroxides as nanofiller using solvent mixing method[J].ACS Applied Materials & Interfaces,2014,6(7):5094-5104.
[12]DINARI M,NABIYAN A.Citric acid-modified layered double hydroxides as a green reinforcing agent for improving thermal and mechanical properties of poly (vinyl alcohol)-based nanocomposite films[J].Polymer Composites,2017,38:E128-E136.
[13]ZHANG H,ZHANG S,STEWART P,et al.Thermal stability and thermal aging of poly (vinyl chloride)/MgAl layered double hydroxides composites[J].Chinese Journal of Polymer Science,2016,34(5):542-551.
[14]DU L,QU B,ZHANG M.Thermal properties and combustion characterization of nylon 6/MgAl-LDH nanocomposites via organic modification and melt intercalation[J].Polymer Degradation and Stability,2007,92(3):497-502.
[15]ZHANG S,YAN Y,WANG W,et al.Intercalation of phosphotungstic acid into layered double hydroxides by reconstruction method and its application in intumescent flame retardant poly (lactic acid) composites[J].Polymer Degradation and Stability,2018,147:142-150.
[16]WANG Z,SHEN X,QIAN T,et al.Fabrication of superhydrophobic Mg/Al layered double hydroxide (LDH) coatings on medium density fiberboards (MDFs) with flame retardancy[J].Materials,2018,11(7):1113.
[17]鮑艷，唐培，劉超.水滑石的制備及其阻燃性能研究進(jìn)展[J].精細(xì)化工，2022,39(1):24-33.
[18]劉媛，蔣曉帆，姚培.鎂鋁水滑石結(jié)構(gòu)記憶性及其應(yīng)用研究[J].廣東化工，2011,38(1):69-71.
文章摘自：岳獻(xiàn)陽(yáng),李霞,喻紅芹等.碳酸根插層LDHs改性黃麻織物及其阻燃性能[J].上海紡織科技,2023,51(12):68-73.DOI:10.16549/j.cnki.issn.1001-2044.2023.12.075
