文章概览

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近年来，MXene 一直是聚合物复合材料中各种研究和应用的主题。然而，它与疏水性聚合物的相容性一直是一个重大限制。这项研究提出了一种创建 MXene 框架以实现阻燃疏水聚合物复合材料的简单方法。制造过程环保且成本低。与原始PVB相比，PVB/HPUPO/MXene复合膜在热降解过程中的挥发强度降低了%。与纯PVB相比，PVB/HPUPO/MXene复合膜还表现出显着改善的阻燃性。具体而言，基于 MXene 的网络和 HPUPO 在提高 PVB 复合材料的防火安全性方面表现出协同效应。这项研究提供了一种新方法，将 MXene 作为阻燃剂纳入传统的磷基和氮基阻燃剂体系中，以获得具有出色阻燃性的疏水性聚合物。

文章亮点

•  首次采用相变和冷冻干燥方法合成基于 MXene 的阻燃网络。

•  利用 MXene 纳米片增强疏水性聚合物的阻燃性。

•  加入阻燃网络有助于 MXene 纳米片在疏水性聚合物中的分散。

•  MXene网络和磷阻燃剂显着增强了PVB复合材料的耐火性。

图文参考

总结

在这项工作中，设计了一种灵活且薄的基于 MXene 的框架，用于实现防火疏水聚合物复合膜。该框架是使用简单的两步过程创建的，涉及相变和冷冻干燥。 

结果表明，基于MXene的骨架有效增强了PVB膜的热稳定性，同时减少了热解挥发物，HPUPO可以明显抑制热释放速率。 此外，与对照PVB和PVB/HPUPO膜相比，采用MXene基框架的PVB/HPUPO/MXene膜的峰值热释放率分别降低了%和%。 在HPUPO之上，基于MXene的框架由于其独特的结构优势，也显示出显着降低总放热量并提高PVB复合膜阻燃性的潜力。 因此，结果表明，MXene 网络和 HPUPO 在提高 PVB 复合材料的热稳定性、降低热解挥发物、pHRR 和 THR 方面具有协同作用。 

总体而言，通过引入一种简单可行的方法来制备可良好分散在PVB基材中的基于MXene的框架，从而构建先进的物理屏障，解决了MXene与疏水性聚合物之间的不相容性。 结果支持了概念设计，并证实了该策略作为使用 MXene 纳米片创建先进阻燃疏水聚合物复合材料的新途径的高度可行性。