Tulenkestävät nano- säiliöt

Anonim

Polymereillä on tärkeä rooli jokapäiväisessä elämässämme, mutta niillä on myös lisääntynyt tulipalovaara. Tehokkaat palonestoaineet ovat avain ihmisten turvallisuuden varmistamiseen ja tavaroiden turvaamiseen onnettomuuksien vaaroilta.

Polymeeriteollisuus on kääntynyt palonestoaineisiin vähentääkseen helposti syttyvien polymeerien aiheuttamia tulipaloja. Kuitenkin tavanomaisilla palonestoaineilla, kuten halogenoiduilla yhdisteillä, on joitain vakavia haittoja, kuten ympäristön pysyvyys ja toksisuus. Lisäksi niiden käyttöä rajoittaa tällä hetkellä Euroopan komission REACH-asetus kemikaalien rekisteröinnistä, arvioinnista, lupamenettelyistä ja rajoittamisesta.

Paloturvallisten nanomateriaalien kehittämistä mekaanisten ja lämpöominaisuuksien parantamiseksi pidetään yhtenä lupaavimmista haasteista palonsuojelualueella. EU: n rahoittama NOFLAME-hanke "avasi oven uusia lähestymistapoja palonestoon ja polymeerin hajoamisen ymmärtämiseen, mikä laajensi polymeerien levittämistä nanomateriaaleihin", kertoo koordinaattori Dr. Katharina Landfester. "Yhdessä niiden ympäristöystävällisyyden kanssa - halogeenittomat palonestoaineet - ja niiden taloudellinen kilpailukyky, nämä materiaalit alkavat houkutella kaupallista etua."

Nanomateriaalien dispergoitumisresoluutio

Projektipartnerit syntetisoivat uusia nanokontinentteja ratkaisemaan epäorgaanisten ja hybridi-nanomateriaalien huono dispersio ja alhaisen rajapinnan adheesiota. Tämä tekisi ne sopiviksi palonestoaineisiin sovelluksiin, erityisesti käyttämällä orgaanisten ja epäorgaanisten palonestoaineiden kapselointia. "Se johtaa uusiin sovelluksiin, joissa orgaanisten kuorien käyttö rajoittaa niiden alhainen lämpövakavuus ja korkea syttyvyys", kertoo tohtori Landfester.

"Kyky kapseloida laaja valikoima aineita tekee nano- säiliöistä erittäin toivottavan kehittää monitoimisia nanomateriaaleja tuleville sovelluksille", Dr. Landfester huomauttaa. Parafiinivahojen kapselointi - rakennusten lämpöenergian varastointimateriaali - on yksi tällainen esimerkki.

Tutkijat saavuttivat emulsion korkean stabiiliuden kuukausien ajan lisäämättä lipofobia. He havaitsivat, että mikrofluidisaattorin käyttö homogenoimiseksi antoi tasaisemman partikkelikokojakauman ja antoi emulsion suuremman stabiilisuuden, toistettavuuden ja skaalautuvuuden verrattuna ultraäänitutkimusmenetelmään.

Polymeerimatriiseihin upotetut nano- säiliöt osoittivat epoksihartseihin hyvää dispergoitumista, merkittävää hiilen nousua 600 ºC: ssa ja kokonaislämmön vähennys. Tämä tarkoittaa sitä, että nano- säiliöt polttavat hitaammin kuin viite-kaupallinen materiaali.

Keinotekoinen keino palonestoaineisiin nano- säiliöihin

Tulokset osoittavat, että syntetisoidut nanopartikkelit paransivat termisen stabiilisuuden ja heikensivät syttymiskykyä, kun ne upotettiin epoksihartseihin. "NOFLAME johtaa suoraan parantamaan palonestoaineiden mekanismeja ja muiden tutkijoiden polymeeristen rakenteiden leviämistä palamista hidastaviin nanomateriaaleihin ja kolloiditieteeseen", Dr. Landfester selittää.

Tutkimuspyrkimykset ovat osaltaan edistäneet tietämystä polymeerisen mini-emulsion skaalaamisesta mikrofluidisaattorin avulla. Projektiryhmä tekee parhaillaan skaalaustutkimuksia uusista materiaaleista bio-sovelluksiin. "Tutkimuksemme vaikuttavat merkittävästi polymeeriteollisuuteen, koska yritykset pyrkivät aktiivisesti muuttamaan tavanomaisia ​​palonestoaineitaan muille vähemmän myrkyllisille aineille, jotka ovat REACHin mukaisia", toteaa Dr. Landfester.

menu
menu