碳化钛-二氧化锰/热塑性聚氨酯纳米复合材料的制备及阻燃性能

热塑性聚氨酯(TPU)具有优良的性能,现已广泛应用于生产生活的各个领域.但该材料是一种有机高分子材料,具有高度易燃性,且燃烧时会发生熔融滴落现象,同时产生大量CO、CO2、NOx等有毒、窒息性气体,限制了TPU的应用.将层状碳化钛(Ti3C2Tx)与二氧化锰(MnO2)通过界面调控技术制备为MXene(一类二维无机化合物,碳化钛是其中的一种)基杂化阻燃剂(Ti3C2Tx-MnO2),然后再引入TPU材料形成MXene/TPU基杂化物纳米复合材料(Ti3C2Tx-MnO2/TPU),利用TGA、XRD、SEM等进行检测.结果显示,在Ti3C2Tx-MnO2/TPU纳米复合材料中,700℃时炭渣含量最大程度提高91.89％,总热释放量(THR)、总烟释放量(TSR)、CO释放总量(CO TY)和CO2释放总量(CO2 TY)相较于纯TPU分别最大程度降低了28.62％、33.41％、34.12％和29.77％.通过分析,MXene基杂化阻燃剂中Ti3C2Tx氧化为TiO2,并与MnO2协同催化成炭,大幅度提高纳米复合材料燃烧后炭层连续性和致密性,阻隔热量、阻挡氧气进入并抑制烟气释放.